Ученые создали устройство для генерации и управления квантовыми звуковыми волнами

O echipă de cercetători de la Universitatea McGill a construit un dispozitiv capabil să producă și să controleze vibrații cuantice extrem de mici. Acestea sunt cunoscute sub numele de fononi și reprezintă mișcări ale atomilor din interiorul unui material. Descoperirea ar putea deschide drumul către lasere fononice, dispozitive care nu emit lumină, precum laserele obișnuite, ci unde sonore cuantice controlate cu foarte mare precizie, scrie ScienceDaily. Pentru realizarea experimentului, oamenii de știință au folosit un cristal bidimensional foarte subțire. În interiorul acestuia, electronii se deplasează printr-un canal cu o grosime de numai câțiva atomi. Atunci când sunt accelerați de un curent electric, electronii ajung la viteze ridicate și elimină energia suplimentară sub forma fononilor. Deși sunt asociați sunetului, aceștia nu seamănă cu undele sonore pe care le auzim zilnic, ci descriu vibrații ale structurii cristaline la nivel cuantic. Experimentele au fost realizate la temperaturi extrem de scăzute, cuprinse între aproximativ 10 milikelvini și 3,9 kelvini. Apropierea de zero absolut permite observarea mai clară a efectelor cuantice și reduce mișcarea dezordonată din interiorul materialului. Una dintre cele mai surprinzătoare observații a fost legată de temperatura electronilor. Deși materialul era răcit aproape de zero absolut, electronii puteau atinge temperaturi efective foarte ridicate. Comportamentul depășește limitele prevăzute de modelele teoretice actuale și sugerează că transportul energiei în materialele cuantice este mai complex decât se credea. Controlul fononilor ar putea avea aplicații în mai multe domenii. Undele sonore se propagă eficient prin apă, astfel că viitoarele dispozitive ar putea fi folosite pentru comunicații subacvatice, acolo unde lumina și semnalele radio întâmpină dificultăți. Tehnologia ar putea deveni utilă și în medicină, unde sunetul este deja folosit pentru investigații și tratamente.