Шведы уловили сверхслабый звук квантовым микрофоном
Новое устройство способно ощутить механические колебания, пробегающие по жёсткой поверхности, с высотой гребней в пара процентов от диаметра протона. Поведение таких не сильный звуков определяется уже в основном квантовой механикой, чем хорошей физикой.
Лишь несколько лет назад мы удивлялись микрофону, различающему плеск жгутиков у бактерий. Но те шумы – это легко настоящий рёв урагана, в сравнении со звуками, на каковые нацелен новый прибор, созданный экспертами из технологического университета Чалмерса.
Их квантовый микрофон основан на одноэлектронном транзисторе с пьезоэлектрической связью. Данный тумблер пропускает лишь один электрон при срабатывании.
Поверхностные механические волны, проходящие по кристаллу, на котором лежит микрофон, приводят к небольшому смещению зарядов в атомах. Этого смещения достаточно для переключения транзистора, которое потом фиксируется электроникой. Так микрофон способен записывать весьма не сильный звук.
Для проверки работы прибора, учёные выстроили на поверхности чипа трёхмиллиметровую эховую камеру. Посредством квантового микрофона они отслеживали, как звуковые волны прокатываются в камеры и отражаются от её стенок.
Использованные в опыте колебания через чур мелки для других способов детекции. Частота звука составляла 932 МГц, а протяженность волны – 3 мкм (но наряду с этим чувствительный элемент микрофона — ещё меньше).
Авторы опыта считают, что необыкновенный микрофон разрешит совершить последовательность новых опытов. В частности, возможно будет создавать гибридные установки, скрещивающие хорошие и квантовые совокупности, изучить квантовую акустику, к примеру, зондировать сотрудничество фононов в кристаллической решётке либо отслеживать звуковую связь между сверхпроводящими кубитами.
Подробности работы раскрывает статья в Nature Physics.
