|  | 23 июля 2012 | Новости науки и техники

Квантовый микрофон способен услышать самые тихие звуки во Вселенной.

Квантовый микрофон


У большинства людей слово "квант" ассоциируется с самой маленькой частицей чего либо, которая может существовать на белом свете. К примеру, фотон является квантом света, и в окружающем нас мире не может быть более слабого света, чем свет одного фотона. Подобно свету в окружающем нас мире существуют кванты звука, так называемые фононы, и по определению это самые тихие звуки во всей Вселенной.

Основу звука составляет энергия механических колебаний материи, передаваемая через материальную среду, воздух, воду, твердые материалы и т.п. Когда Вы произносите любые слова, Ваши голосовые связки колеблются и создают волны давления, которые заставляют колебаться молекулы воздуха. Эти колебания достигают барабанных перепонок в ушах окружающих людей, заставляют их колебаться и благодаря этому человек слышит звук и воспринимает информацию. Именно поэтому в космосе никто не сможет Вас услышать, сколько не кричите, в вакууме попросту нет ничего, что может вибрировать.

Звук, который можно услышать в принципе, состоит из колебаний достаточно большого количества молекул, колеблющихся в определенном частотном диапазоне. Но этот принцип так же действует и в намного меньшем масштабе. Можно передать звук с помощью одного единственного атома, заставив его колебаться с определенной частотой, но, боюсь, что такой звук услышать будет весьма непросто.

Физики из Технологического университета Чалмерс в Швеции (Chalmers University of Technology) создали своего рода квантовый микрофон на полупроводниковом чипе, охлажденным до температуры, близкой к абсолютному нулю. Этот микрофон оказался способен зарегистрировать и измерить звуковые колебания, амплитудой менее одной квинтилионной доли метра. Эта величина составляет всего несколько процентов от диаметра протона, который намного меньше, чем диаметр атома. В таком масштабе классическая физика перестает действовать, уступая место законам квантовой механики. И самое интересное, что область так называемой "квантовой акустики" еще никто не исследовал и не был в состоянии исследовать до последнего времени.

Используя квантовый микрофон, шведские ученые ищут то, что по праву может быть названо квантовым фононом, самой маленькой "частицей" звуковых колебаний. Даже используя самый мощный звуковой усилитель в мире, никто не сможет услышать звук квантового фонона. Частота его колебаний находится в районе одного гигагерца, а человеческое ухо в лучшем случае может услышать частоту до 20 килогерц.

Но, как только исследователи обнаружат, научатся создавать и манипулировать квантовыми фононами, такие фононы могут весьма полезными в квантовых компьютерах будущего. С их помощью, считают исследователи, можно будет организовать более эффективный обмен информацией между квантовыми битами, нежели обмен, который сейчас производится с помощью фотонов света.




Ключевые слова:
Квант, Фотон, Свет, Звук, Фонон, Микрофон, Колебания, Частота, Амплитуда, Атом, Квантовый, Компьютер

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые создали самый маленький микрофон, в роли которого выступает единстве ...
  • Ученые научились "разговаривать" с искусственным "атомом"
  • C помощью первого в мире нано-уха можно услышать "песни" бактерий.
  • Машины-монстры: Самый маленький микрофон в мире.
  • Исследователи создали микроухо - микроскоп для звука, способный услышать Бр ...




  • 23 июля 2012 08:56
    #1 Написал: протез сна

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Частота его колебаний находится в районе одного гигагерца...можно будет организовать более эффективный обмен информацией между квантовыми битами, нежели обмен, который сейчас производится с помощью фотонов света.
    частота колебаний фотона (так ваще можно говорить?) находится в гораздо более широком и высокочастотном диапазоне, так что это не фантазия, а заблуждение.
        
    23 июля 2012 09:07
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3861
    колебания, амплитудой менее одной квинтилионной доли метра.


    А не "утонут" ли такие колебания в тепловых шумах или в помехах от окружающей среды?

    Цитата: протез сна
    это не фантазия, а заблуждение

    Так речь идет не о фотонах.
    существуют кванты звука, так называемые фононы

    И, в принципе, для того, что бы частица, фотон или фонон находилась в определенном квантовом состоянии, которое можно считывать и которым можно управлять, частота ее собственных колебаний как бы не важна, ИМХО. Но могу и заблуждаться.


    --------------------
        
    23 июля 2012 09:15
    #3 Написал: протез сна

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    А не "утонут" ли такие колебания в тепловых шумах или в помехах от окружающей среды?
    "да,да,да,да,да... поэтому нам и нужна самая мощная криогенная камера за мульонтыщ. а помехи мы и будим слушать теми же кубитами, что будут распутывать помехи. главное правильно запутать кубиты."

    фома, речь о том, что фонон в пределе гигагерца, а фотон в гораздо более широком, а значит больше битов в одном пакете.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.