الأخبار التكنولوجية والاستعراضات والنصائح!

الميكروفون النانوي يمكنه التقاط جزيئات الصوت الفردية

ابتكر الباحثون في جامعة ستانفورد ميكروفونًا نانويًا حساسًا بحيث يمكنه اكتشاف الفونونات ، التي تُعتبر أجزاء لا يتجزأ من الحركة أو كوانتا ، تظهر كصوت أو حرارة. على عكس معظم المواد في عالمنا ، فإن طاقات الفونونات مقيدة وتظهر كقطع أو أجزاء مميزة.

في السابق ، لم يكن من الممكن قياس الفونونات

قبل الميكروفون الكمومي ، لم يتمكن العلماء من قياس الفونونات بشكل فردي لأن المسافات بين الأجزاء (الاختلافات بين حالات الطاقة الخاصة بهم) ضئيلة.

يوضح الباحث في مجال الميكروفون باتريسيو أريولا أن "فونون يتوافق مع الطاقة بمقدار عشرة تريليون مرة أقل من الطاقة اللازمة للحفاظ على مصباح كهربائي لثانية واحدة." تبدأ عدم القدرة على طلب عدد الفونونات المزودة بميكروفون منتظم من اللحظة التي ينتج فيها النشاط نفسه بالفعل طاقة كافية لتشويه الطاقة التي يجب قياسها.

في الميكروفون القياسي ، يتم تحويل نوبات موجة الصوت إلى جهد كهربائي قابل للقياس. نظرًا لأنه من غير الممكن معرفة موضع كائن كمي دون تغييره ، تم تجاهل الطريقة التقليدية.

ميكروفون الكم ينظر من خلال المجهر. (المصدر: جامعة ستانفورد / باتريسيو أريولا / بيان صحفي)

إمكانيات الميكروفون الكمومي

من الميكروفون الكمومي ، سيقيس الفيزيائيون عدد الفونونات مباشرة في موجات الصوت. لهذا ، سيستخدمون مقياس حالة Fock ، حيث يكون لكل ولاية مستوى ، ولا يتم الوصول إلى كل مستوى إلا بناءً على عدد معين من الفونونات التي تم إنشاؤها.

يحتوي الميكروفون الكمومي على رنانات ميكانيكية متناهية الصغر تولِّد الفونونات في حالات مختلفة. تعمل بنياتها الدورية كمرايا للصوت ، والتي ، عند تلقيها محفزًا ينتج عنه "عيب" في الشبكات الاصطناعية ، تسمح بوجود الفونونات محاصرة بين هذه الهياكل.

سوف تولّد الفونونات المحتجزة والمتحركة مستويات طاقة مقارنة بكميتها ، مما يجعلها قابلة للعد للباحثين.

يجب أن يساعد الاختراع في تطوير أجهزة كمبيوتر كمومية صوتية أصغر وأكثر كفاءة ، وأجهزة تخزين لآلات الكم المستقبلية ، وأجهزة استشعار الكم ، وأجهزة الليزر الصوتية ، وغيرها.