Cientos de sonidos diferentes nos rodean todos los días. ¿Has pensado alguna vez en la estructura del sonido? Por el curso de física escolar, sabemos acerca de las ondas sonoras, pero todo en nuestro Universo consiste en partículas elementales. Y la onda de sonido no es una excepción. Para estudiar a fondo lo que hace el sonido, los físicos de la Universidad de Stanford han creado un micrófono muy sensible. Hasta cierto punto, se le puede llamar "micrófono cuántico", porque puede captar las vibraciones de partículas de sonido elementales llamadas fonones.
Que es un fonon
En 1907, Albert Einstein sugirió la posibilidad de los fonones. Es una partícula que es una acumulación de energía vibratoria. Los fonones son emitidos por átomos excitados y aparecen como sonidos de diferentes frecuencias. Cada fonón contiene una cierta cantidad de energía vibratoria. La unidad de energía se conoce como Fock. Si se registra 1 Fock en una onda de sonido, entonces contiene 1 fonón. Si 2 Fock - 2 fonones y así sucesivamente. Es en el principio de medición de Fock en el que se basa el "micrófono cuántico".
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¿Qué es un "micrófono cuántico" y cómo funciona?
Un micrófono cuántico es un resonador enfriado a una temperatura ultrabaja. Pero no se puede ver a simple vista, ya que es tan pequeño que solo se puede ver con un microscopio electrónico con un gran aumento. El resonador está conectado a un circuito dentro del cual circulan pares de electrones ligados. La desviación en el movimiento de estos pares de electrones surge como resultado de la acción de los fonones sobre ellos. Este efecto es capturado por el resonador, registrado y transmitido al sistema para su análisis.
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¿Por qué necesitas un "micrófono cuántico"?
En primer lugar, el dispositivo es necesario para estudiar con mayor precisión la naturaleza de las ondas sonoras, así como para comprender el proceso de formación de fonones. Además, cuando se cambia el modo de funcionamiento, el "micrófono cuántico" es capaz de generar fonones individuales por sí mismo. Es decir, se puede utilizar literalmente como generador de partículas elementales (en este caso, solo partículas de sonido) y, a diferencia del Gran Colisionador de Hadrones, este no requiere colisiones de partículas a altas velocidades. Todo sucede debido a la generación de vibraciones menores a nivel atómico.
Esto permitirá crear dispositivos microscópicos capaces de almacenar y reproducir información cuántica codificada en los parámetros de partículas elementales de sonido (fonones). Además, estos sistemas pueden actuar como convertidores de señales mecánicas en señales ópticas y viceversa, que pueden usarse para crear computadoras cuánticas y otros elementos de dispositivos de alta tecnología en el futuro.
