Звук не зникає поступово: вчені вперше побачили, як він робить квантовий стрибок
Режим читання збільшує текст, прибирає всю зайву інформацію зі сторінки і дозволяє зосередитися на матеріалі. Тут ви можете вимкнути його в будь-який момент.
Науковці зі Стенфордського університету вперше змогли в реальному часі спостерігати квантові стрибки звуку — зміни енергетичного стану окремих звукових частинок. Результати дослідження опубліковані в журналі Science.
Що сталося
Науковці зі Стенфордського університету вперше зафіксували в реальному часі квантові стрибки звуку. В повсякденному житті звук чи вібрація згасають плавно, наприклад, коли дзвонить дзвіночок, його звук стає дедалі тихішим, поки не зникне повністю. Проте на мікроскопічному рівні звук складається з окремих квантових порцій вібрації — фононів. На цьому рівні енергія звуку не може згасати плавно, тому вона змінюється порційно.
Науковці вперше наживо побачили, як один фонон раптово зникає, а звук миттєво «перестрибує» з одного енергетичного стану в інший, тобто зі стану 1 у стан 0. Щоб побачити цей процес без руйнування квантового стану, дослідники створили мікроскопічний механічний резонатор на чипі, який утримує вібрацію впродовж двох мілісекунд, і під’єднали його до надпровідного кубіта, що виконував роль надчутливого електричного детектора.
Чому це цікаво
Подібні квантові стрибки раніше фіксували в іонах ще в 1986 році та в частинках світла, тобто фотонах, у 2007 році, але у випадку звуку це тривалий час залишалося складним завданням. Тож експеримент підтвердив, що механічні об’єкти, які вібрують, також можуть демонструвати квантову поведінку.
Квантові обчислення надзвичайно вразливі до збоїв. Раптовий квантовий стрибок може слугувати сигналом про виникнення помилки, тому можливість моніторити подібні стрибки за допомогою звуку є новим способом для виявлення та виправлення помилок у квантових системах.
Наразі дослідники з’ясовують, чи можна використати цю технологію як надчутливу платформу для розпізнавання окремих молекул білків усередині живих клітин. Окрім цього, звукові вібрації є важливими для роботи смартфонів та інших електронних пристроїв, тому точність контролю над звуком у майбутньому може допомогти вдосконалити і звичайні гаджети.
Більше про це
Вчені створили пристрій, який може стати основою для «звукових лазерів»
Будь-яку статтю можна зберегти в закладки на сайті, щоб прочитати її пізніше.
Партнерські матеріали
