Вчені Стенфордського університету вперше зафіксували квантовий стрибок звуку

Відредаговано: Svitlana Velhush

У лабораторії Стенфордського університету крихітний механічний резонатор раптом перестав вібрувати плавно, а ривком — саме так, як передбачала квантова механіка. Вчені вперше зафіксували цей момент у реальному часі: квант звуку, або фонон, перейшов з одного енергетичного стану в інший за частки мілісекунди.

Фонони — це дискретні порції вібрації, аналогічні фотонам світла. У звичайному світі звук затухає поступово, як дзвін після удару. На квантовому рівні енергія змінюється стрибками, і тепер дослідники під керівництвом Аміра Сафаві-Наїні змогли спіймати такий стрибок «на льоту».

Ключем до успіху став мікроскопічний резонатор, здатний «дзвеніти» цілих дві мілісекунди — для його розміру це величезний термін. За цей час надпровідний кубіт, з'єднаний з резонатором, встиг зробити сотні вимірювань і точно визначити момент, коли фонон зник, перейшовши зі стану «1» у «0».

Експеримент відкриває шлях до нових квантових технологій. У квантових комп'ютерах такі стрибки часто стають джерелом помилок; уміння їх відстежувати — важливий крок до виправлення помилок. Крім того, чутливість пристрою дозволить створювати надточні сенсори, наприклад для виявлення окремих білків усередині клітин.

У перспективі контроль квантового звуку покращить і повсякденні гаджети: смартфони, акустичні датчики та інші прилади, де звук відіграє ключову роль. Дослідження опубліковано в журналі Science і завершує столітній пошук, розпочатий ще на початку XX століття.

Тепер квантова акустика переходить з теорії в практику, і це змінює уявлення про те, як можна керувати вібраціями на найфундаментальнішому рівні.

24 Перегляди

Джерела

  • Researchers observe first real-time quantum jump in sound

Коментарі

Читайте більше статей на цю тему:

HKUST Researchers Redraw the Boundary between Phases of Matter A research team led by Prof. Haruki WATANABE, Professor in the Department of Physics and the Jockey Club Institute for Advanced Study (IAS) at HKUST, in collaboration with Prof. Yukitoshi MOTOME and graduate student

Image
Reply
Знайшли помилку чи неточність?Ми розглянемо ваші коментарі якомога швидше.