Шведы уловили сверхслабый звук квантовым микрофоном

Схема квантового микрофона, расположенного на подложке. Пробегающие по ней поверхностные акустические волны для наглядности преувеличены (иллюстрация Philip Krantz, Chalmers).

Новое устройство способно почувствовать механические колебания, пробегающие по твёрдой поверхности, с высотой гребней в несколько процентов от диаметра протона. Поведение таких слабых звуков определяется уже в большей степени квантовой механикой, чем классической физикой.

Только пару лет назад мы удивлялись микрофону, различающему плеск жгутиков у бактерий. Но те шумы – это просто настоящий рёв урагана, в сравнении со звуками, на которые нацелен новый прибор, созданный специалистами из технологического университета Чалмерса.

Их квантовый микрофон основан на одноэлектронном транзисторе с пьезоэлектрической связью. Этот переключатель пропускает только один электрон при срабатывании.

Поверхностные механические волны, проходящие по кристаллу, на котором лежит микрофон, вызывают небольшое смещение зарядов в атомах. Этого смещения достаточно для переключения транзистора, которое далее фиксируется электроникой. Так микрофон способен записывать очень слабый звук.

Для проверки работы прибора, учёные построили на поверхности чипа трёхмиллиметровую эховую камеру. С помощью квантового микрофона они отслеживали, как акустические волны прокатываются внутри камеры и отражаются от её стенок.

Использованные в опыте колебания слишком малы для других методов детекции. Частота звука составляла 932 МГц, а длина волны – 3 мкм (но при этом чувствительный элемент микрофона — ещё меньше).

Авторы опыта полагают, что необычный микрофон позволит провести ряд новых опытов. В частности, можно будет создавать гибридные установки, скрещивающие классические и квантовые системы, исследовать квантовую акустику, например, зондировать взаимодействие фононов в кристаллической решётке или отслеживать акустическую связь между сверхпроводящими кубитами.

(Детали работы раскрывает статья в Nature Physics.)



Физики сымитировали троянские астероиды внутри атома

25 января 2012

Учёные охладили полупроводник светом

23 января 2012

Физики уловили возможные следы бозона Хиггса

13 декабря 2011

Физики запутали два удалённых алмаза

2 декабря 2011

Учёные получили энергию от тел жуков-киборгов

25 ноября 2011
  • Богдан Никитин  28 февраля, 14:50
    Это круто! Недавно нарвался на коллекцию звуков космоса от НАСА.
    Залип на полтора часа)))
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Кривчиков  28 февраля, 15:57
    А ссылку можно?
    ОтветитьНравится
  • Богдан Никитин  28 февраля, 16:05
    Не помню где именно смотрел, но вроде, эти те же самые...
    www.nasa.gov/connect/sounds/
    www.walkinspace.ru/index/0-1035
    ОтветитьНравится
  • Виктор Юрченко  5 марта, 13:16
    Спасибо, Богдан.
    Интересно, а как получили звук от черной дыры? Разве это принципиально возможно?
    ОтветитьНравится
  • Богдан Никитин  5 марта, 14:00
    Не могу ответить на ваш вопрос.
    Самому интересно...
    ОтветитьНравится
  • Саша Тень  28 февраля, 16:24
    Госпади а... А гравитационное излучение не сдетектировали... Свят, свят, свят... Энштейн не прав...
    ОтветитьНравится
  • Максим Подболячный  28 февраля, 16:57
    Да полноте, звуки ли это вообще? Не пора ли вводить новую категорию «квантовые звуки»?
    ОтветитьНравится
  • Имя Фамилия  28 февраля, 17:21
    Тёплый квантовый звук...
    ОтветитьНравится
  • Сергей Скалба  28 февраля, 17:40
    Да,не очень-то теплый — почти 1 ггц, скорее раскаленный.
    Но меня интересует вот какой вопрос: еще давно слышал, что слуховой рецептор (уши) не только воспринимает звуки, но и издает то, что человек мысленно произносит.
    Но звук этот очень слабый — нужен был сверчувствительный микрофон. Если это правда, то вот оно — готовое устройство для передачи мыслей.
    ОтветитьНравится
  • Валентин Смирнов  28 февраля, 17:55
    Кстати, замечал за некоторыми собеседниками, что иногда довольно точно реагируют на невысказанные вслух мысли. Можно наверное по выражению лица прочесть, но уж больно точно получалось, аж противно — предложение не сказал, а точный ответ получил...
    ОтветитьНравится
  • Сергей Скалба  28 февраля, 18:03
    Не знаю, скорей всего, в вашем примере, работает интуиция.
    ОтветитьНравится
  • Иван Иванов  28 февраля, 23:57
    Мы наконец поймем женщин. Эпик вин.
    ОтветитьНравится
  • Сергей Скалба  29 февраля, 22:48
    Иван Иванов 28 февраля, 23:57

    _Мы наконец поймем женщин. Эпик вин.

    А вот это уже ближе к мистике.

    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  28 февраля, 18:59
    -- Да, классика, много чего можно мерить..
    ОтветитьНравится
  • Александр Ромашов  28 февраля, 20:58
    У обычного микрофона — частота колебаний соответствует частоте звука, а напряжение его уровню. Тут же толи оба параметра передаются в виде частоты, толи только собственно частота в виде силы тока, а уровень сигнала никак... Микрофон какой-то кривоватый — я бы сказал детектор колебаний.
    ОтветитьНравится
  • Иван Царевич  29 февраля, 00:55
    Конечно до 16-битного бытового цифрового звучания далеко, тут хоть и 1-битный, но формально звук. Зато частота дискретизации какая! Меломанам с их 44100 и не слилось
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  29 февраля, 06:31
    -- В ИЭХ УНЦ сделали прибор ,для исследования зародышеобразования при росте новой фазы (электрохимическое осаждение) год был где-то 1980-2, принцип был: на микрокронштейне был организован микроэлектрод, сам кронштейн колебался на мгц частотах , измерялась его резонансная частота , Чувствительность была такой , что прибор разместили в цоколе здания и работал он только по ночам — когда движущегося транспорта в округе не было. Так чувствовали практически каждый атом..
    ОтветитьНравится
  • Александр Митькин  29 февраля, 09:59
    Спецслужбам теперь будет проще. Достаточно выйти на вышку в условленный час и прошептать нужную фразу в сторону своего государства.
    ОтветитьНравится
  • Виктор Юрченко  5 марта, 13:23
    Не тот частотный диапазон :(
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  1 марта, 09:40
    -- А что не подумать.что такое волна высотой в доли размера 10^(-13) .. как-то народ пропустил ..
    ОтветитьНравится
  • Сергей Асташкин  1 марта, 11:40
    -- Я бы представил это только в виде электро-магнитной волны, которая просто искажает фермиповерхности ..
    ОтветитьНравится