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.
По данным – dvice.com dailytechinfo.org
