ساخت ميكروفوني براي شنود سكوت خالص

محققان دانشگاه چالمرز سوئد دست به ساخت يك ميكروفون كوانتومي جديد زده‌اند كه قادر به سنجش امواج صوتي با بلنداي تنها چند کوانتینیوم يك متر بوده كه كمي كوچكتر از اندازه يك پروتون محسوب مي‌شود.
 
موج صوتي زيراتمي فونون كوانتومي تنها با ابزارهاي حساس قابل شناسايي است كه سكوت خالص را از كوچكترين انحراف ممكن آن تشخيص مي‌دهند.
 
ميكروفون كوانتومي اين دانشمندان بر روي يك تراشه نيمه رسانا به اندازه دو دهم يك اينچ ساخته شده است. دو مخروط آلومينيومي متصل با يك ميدان الكتريكي در سطح اين تراشه، كه براي حذف ارتعاشات گرمايي تا نزديكي صفر مطلق (منفي 459 درجه فارنهايت) سرد شده، به توليد امواج صوتي بسيار ضعيف پرداخته كه به جلو و عقب جهش مي‌كنند.
 
با حركت اين مخروطها، امواج به آرامي اتم‌ها را در نيمه رسانا حركت داده، هسته مثبت اتمي را از الكترون‌هاي اطرافشان به مركز تغيير داده و به دقت بار الكتريكي اتمها را دستكاري مي‌كنند. يك شتاب‌دهنده در مسير امواج به ثبت اين تغييرات پرداخته و مانند يك ميكروفون عمل مي‌كند. هرچه اين علائم كوچكتر باشند، امواج نيز كوچكتر خواهند بود.
 
اگرچه اين دستگاه قادر به ثبت فونونهاي منفرد نيست اما اين محققان در نزديكي اين هدف بوده و اكنون مي‌توانند امواج صوتي تنها چند کوانتینیوم يك متر را اندازه‌گيري كنند.
 
فونونها مي‌توانند در رايانه‌هاي كوانتومي آينده مورد استفاده قرار بگيرند. اين دستگاه‌هاي قدرتمند بر كيوبيت تكيه داشته كه نشان‌دهنده هر دو حالت صفر و يك است. دانشمندان پيش‌بيني كرده‌اند كه رايانه‌هاي كوانتومي مي‌توانند اطلاعات را با نور پردازش كرده، اما يك طول صوت كوچك نيز مي‌تواند قابل استفاده باشد.
 
پيش از اين هيچ مطالعه‌اي در مورد فعاليت فونون انجام نشده بنابراين دانشمندان چيزي در مورد نتايج سفر اين ذره در ماده نمي‌دانند. از اين رو اين اكتشاف مي‌تواند از كاربري‌هاي بسياري برخوردار باشد.