Físicos criam microfone quântico para contar partículas de som

Físicos de Stanford criaram um dispositivo que eles chamam de "microfone quântico", que é sensível o suficiente para medir as partículas individuais de som chamadas fonons. Os cientistas dizem que o novo dispositivo permitirá novos tipos de sensores quânticos, transdutores e dispositivos de armazenamento para futuras máquinas quânticas.

Um fonon é algo inicialmente proposto por Einstein em 1907 e é o nome de um pacote de sons vibracionais. energia emitida por átomos nervosos. Os pacotes se manifestam como som ou calor dependendo de suas freqüências. Os fonons têm energias vibracionais que são restritas a valores discretos.

A energia dos sistemas mecânicos pode ser representada por diferentes estados “Fock” como 0, 1, 2 e assim por diante, com base no número de fonons que gera. A equipe de Stanford criou o microfone mais sensível do mundo, que usa princípios quânticos para captar os sussurros dos átomos. Ele faz isso medindo o estado de Fock e, portanto, o número de fonons.

Os cientistas sabem que um estado de 1 Fock tem um único fonon, 2 o estado de Fock tem dois, e assim por diante. O microfone quântico consiste em um ressonador nanomecânico super-resfriado tão pequeno que só é visível através de um microscópio eletrônico. Os ressonadores são acoplados a um circuito supercondutor que contém pares de elétrons que se movem sem resistência.

O circuito forma um bit quântico ou qubit que pode existir em dois estados ao mesmo tempo e tem uma freqüência natural. O defeito dos ressonadores introduzem formas estruturas periódicas que atuam como espelhos para som e armadilha de fônons no meio das estruturas. A equipe diz que dominar a capacidade de gerar e detectar fônons com precisão poderia abrir caminho para novos dispositivos mecânicos que podem armazenar e recuperar informações codificadas como partículas de som. Os sistemas também podem converter facilmente entre sinais ópticos e mecânicos.

Via: Slash Gear