McGill Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, mutlak sıfırın hemen üzerindeki sıcaklıklarda fonon adı verilen, hassas bir şekilde kontrol edilebilen ses benzeri parçacıklar üreten küçük bir kuantum cihazı geliştirdi. Bu buluş, fonon lazerlerine, daha hızlı su altı iletişimine ve yeni tıbbi teşhis araçlarına yol açabilir.
Physical Review Letters'da yayımlanan çalışma, elektronları aşırı hızlarda ultra ince iki boyutlu bir kristalden geçirerek kuantum sesi üretmenin ve kontrol etmenin yeni bir yolunu gösteriyor.
"Modern iletişim büyük ölçüde elektromanyetik dalgalar ve elektrik akımları dahil olmak üzere ışığa dayanır. Okyanus gibi bir ortamda ses yol alabilirken, ışık ve elektrik akımları yol alamaz," dedi McGill'de Fizik Doçenti ve çalışmanın ortak yazarı Michael Hilke. "İnsan vücudunda da ses dalgaları yararlı bir araç olabilir."
Nasıl çalışıyor
Ekip, elektronları yalnızca birkaç atom genişliğindeki bir kanala hapseden iki boyutlu bir kristal kullanan bir cihaz yarattı. Elektrik akımı elektronları bu ultra ince yoldan yüksek hızlarda ittiğinde, elektronlar fazla enerjilerini kontrollü fonon patlamaları olarak salıyor.
Deneyler, 10 mili-Kelvin ile 3,9 Kelvin arasındaki sıcaklıklarda (mutlak sıfıra yakın) gerçekleştirildi. Bu uç koşullarda elektronlar düzenli kuantum davranışı sergiliyor ve fonon emisyonu gözlemlenebilir ve kontrol edilebilir hale geliyor.
Ne sağlıyor
Fonon lazerleri — optik lazerlerin ses tabanlı eşdeğeri — fizikte uzun süredir devam eden bir hedef. Işığın aksine, ses suya ve biyolojik dokuya verimli bir şekilde nüfuz ediyor. Su altı iletişiminden tıbbi görüntülemeye ve kuantum sensörlere kadar uzanan uygulama alanları, bu teknolojiyi dönüştürücü kılıyor.
