Online Teknoloji ve Haber Bloğu
Ses Partikülünü Algılayabilen Kuantum Mikrofon Geliştirildi

Ses Partikülünü Algılayabilen Kuantum Mikrofon Geliştirildi

Stanford Üniversitesi Beşeri Bilimler ve Bilim Okulu'nda uygulamalı fizik profesörü ve birebir vakitte çalışma önderi olan Amir Safavi-Naeini, “Bu cihazın gelecekteki kuantum makineleri için yeni tip kuantum sensörlerine ve depolama cihazlarına imkân vermesini bekliyoruz” dedi.

Birinci olarak 1907'de Albert Einstein tarafından önerilen fononlar, titrek atomların yaydığı titreşim kuvveti paketleri olarak tanımlanabilir. Bu bölünemez paketler yahut kuantlar, frekanslarına bağlı olarak ses yahut ısı olarak kendini gösterir. Işığın kuantum taşıyıcıları olan fotonlar üzere fononlar da ölçülür yani titreşimsel güçleri başka bir bedelle sonlandırılır. Safavi-Naeini, “Ses, sıradanda deneyimlemediğimiz bir tanecikliliğe sahip zira kuantum seviyesindeki sesler çatlar” açıklamasında bulundu.

Mekanik bir sistemin kuvveti, ürettiği fonon sayısına bağlı olarak “Fock” durumlarını (0, 1, 2 vb.) belirtir. Örneğin “1 Fock durumu”, belli başlı bir kuvvetin bir fononundan oluşur; “2 Fock durumu”, tıpkı güce sahip iki fonondan oluşur. Daha yüksek fonon durumları da daha yüksek seslere karşılık gelir. Bu sorunu ele almak için Stanford ekibi, yerkürenin en hassas mikrofonunu yani atomların fısıltılarını gizlice dinlemek için kuantum prensiplerini kullanan bir mühendislik harikası tasarladı.

Sıradan bir mikrofonda, gelen ses dalgaları bir iç zarı oynatır ve bu fizikî mahal değiştirme ölçülebilir bir sinyale dönüştürülür. Bu yaklaşım, kişisel fononları tespit etmek için işe yaramaz çünkü Heisenberg Belirsizlik İlkesi'ne göre bir kuantum nesnesinin konumu, değiştirilmeden tam olarak bilinemez. Bunun yerine fizikçiler, Fock durumlarını (ve böylelikle fononların sayısını) direkt ses dalgalarında ölçecek bir metot geliştirdiler. Safavi-Naeini, “Kuantum mekaniği, bize konum ve momentumun kesin olarak bilinemediğini söylüyor ancak kuvvet hakkında bu türlü bir şey söylemiyor. Bu yüzden kuvvet sonsuz hassasiyetle bilinebilir” dedi.

Bilim kişilerinin geliştirdiği kuantum mikrofon, yalnızca elektron mikroskobu ile görülebilecek kadar küçük olan bir seri harika soğutmalı nanomekanik rezonatörden oluşuyor. Rezonatörler, dirençsiz ve hareket eden elektron çiftleri içeren bir harika iletken devreye bağlanıyor. Devre, tıpkı anda iki durumda bulunabilen ve elektronik olarak okunabilen, doğal bir frekansa sahip olan bir kuantum bit yahut kesiti oluşturuyor. Mekanik rezonatörler titreştiğinde, farklı durumlarda fononlar oluşturuluyor..

Arrangoiz-Arriola, “Rezonatörler, ses aynaları üzere hareket eden periyodik yapılardan oluşuyor. Bu yapay kafeslere müdahale ederek fononları, yapıların ortasında tutabiliyoruz” dedi. Araştırmacılar, bu fononları adeta bir kafese koydular ve fononların o kafesin duvarlarına çarpmalarını beklediler. Kafesin duvarlarını sarsan fononların ortaya çıkardıkları mekanik hareketler, ultra ince teller yardımıyla kuantum bitlere taşındı. Bununla birlikte sistemi rezonatörlerin çok farklı frekanslarda titreştiği halde ayarlayan araştırmacılar, bu mekanik ilişkiyi zayıflattı ve dağıtıcı bir etkileşim olarak bilinen bir tıp kuantum etkileşimini tetikledi.

Fononları tam olarak üretme ve tespit etme becerisine hâkim olmak, ses parçacıkları olarak kodlanan haberleri saklayabilen ve alabilen yahut optik ve mekanik sinyaller arasında dertsiz bir formda dönüştürebilen yeni tıp kuantum cihazlarının önünü açabilir. Bu çeşit cihazlar, fotonları kullanan kuantum makinelere nazaran daha kompakt ve verimli hâle getirilebilir çünkü fononların tasarrufu kolay ve hafif parçacıklardan binlerce defa daha küçük dalga uzunluklarına sahip.

Bir Cevap Yazın

Kategoriler

Reklam Alanı

Son Yorumlar

    Reklam Alanı

    ×
    %d blogcu bunu beğendi: