MICROFONE QUÂNTICO: CAPTA O SUSSURRO DO ÁTOMO !

Ilya Prigogine, Isabelle Stengers
11 de janeiro de 2020
Hélio Couto – AULA 1 – Não existe um mundo material
12 de janeiro de 2020

MICROFONE QUÂNTICO: CAPTA O SUSSURRO DO ÁTOMO !



O “microfone quântico é tão sensível que pode medir partículas individuais de som, chamadas fonons.

Propostos por Albert Einstein em 1907, os fonons são pacotes de energia vibracional emitidos por átomos digamos agitados. Esses pacotes indivisíveis, ou quanta, de movimento se manifestam como som ou calor, dependendo de suas freqüências.

“Um fônon corresponde a energia dez trilhões de trilhões de vezes menor do que a necessária para manter uma lâmpada ligada por um segundo”,

Como os fótons, que são os portadores quânticos de luz, os fônons são quantificados, ou seja, suas energias vibracionais são restritas a valores discretos – semelhantes a como uma escada é composta de degraus distintos.

A energia de um sistema mecânico pode ser representada como estados “Fock” diferentes – 0, 1, 2 e assim por diante – com base no número de fonons que gera. um “estado de 1 Fock” consiste em um fônon de uma energia particular, um “estado de 2 Fock” consiste em dois fonons com a mesma energia, e assim por diante. Estados phonon mais altos correspondem a sons mais altos.

Até agora, os cientistas têm sido incapazes de medir os estados de fônons em estruturas projetadas diretamente, porque as diferenças de energia entre os estados -são extremamente pequenas.

Para resolver esse problema, a equipe de Stanford projetou o microfone mais sensível do mundo – um que explora os princípios quânticos para espionar os sussurros dos átomos.

Em um microfone comum, as ondas sonoras que chegam sacodem uma membrana interna e esse deslocamento físico é convertido em uma tensão mensurável. Essa abordagem não funciona para detectar fônons individuais porque, de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg, a posição de um objeto quântico não pode ser precisamente conhecida sem alterá-lo.

“Se você tentar medir o número de fônons com um microfone comum, o ato de medir injeta energia no sistema que mascara a energia que você está tentando medir.

Em vez disso, os físicos inventaram uma maneira de medir os estados de Fock – e, portanto, o número de fônons – diretamente nas ondas sonoras. “A mecânica quântica nos diz que a posição e o momento não podem ser conhecidos com precisão – mas não diz nada sobre energia”,

A energia pode ser conhecida com precisão infinita.”

O microfone quântico desenvolvido pelo grupo consiste em uma série de ressonadores nanomecânicos super resfriados, tão pequenos que são visíveis apenas através de um microscópio eletrônico.

Os ressonadores são acoplados a um circuito supercondutor que contém pares de elétrons que se movem sem resistência. O circuito forma um bit quântico, ou qubit, que pode existir em dois estados ao mesmo tempo e tem uma frequência natural, que pode ser lida eletronicamente.

Quando os ressonadores mecânicos vibram como uma pele de tambor, eles geram fonons em estados diferentes.

“Os ressonadores são formados por estruturas periódicas que atuam como espelhos para o som. Ao introduzir um defeito nessas redes artificiais, podemos prender os fônons no meio das estruturas.

Dominar a capacidade de gerar e detectar fônons com precisão poderia ajudar a abrir caminho para novos tipos de dispositivos quânticos que são capazes de armazenar e recuperar informações codificadas como partículas de som ou que podem ser convertidas facilmente entre sinais ópticos e mecânicos.

Tais dispositivos poderiam ser concebidos de forma mais compacta e eficiente do que as máquinas quânticas que usam fótons, já que os fônons são mais fáceis de manipular e possuem comprimentos de onda que são milhares de vezes menores que as partículas de luz.

O dispositivo é um passo importante para fazer um computador quântico'”.
Acoplando qubits para soar em uma cavidade multimodo

Mais informações: Patricio Arrangoiz-Arriola et al. Resolvendo os níveis de energia de um oscilador nanomecânico, Nature (2019). DOI: 10.1038 / s41586-019-1386-x
Informação de revista: Nature

Fonte:

https://phys.org/news/2019-07-physicists-particles-quantum-microphone.html

Crédito imagens:

CanalNTT SCL
Canal Rajamanickam Antonimuthu
Canal MITS3TEC
Canal Klaus Hermann
Canal equinoxgraphics
Canal UNSW
Canal Veritasium
Canal Kurzgesagt – In a Nutshell
Canal Oscar Friedman

source

20 Comments

  1. Esse microfone quântico é mais uma das provas de que a ciência, muitas vezes, encontra aplicabilidades tecnológicas inclusive em fenômenos anteriormente inexplorados. Um dos fenômenos que encontrou aplicabilidade na construção do microfone quântico é conhecido como par de Cooper, o qual, em seu regime levemente anarmônico, foi citado como transmon no trabalho de Patricio Arrangoiz-Arriola. Tal relação pode ser entendida ao verificarmos a vigésima referência do PDF (link) ligado à fonte que você, Juliano, nos indicou: https://arxiv.org/pdf/1902.04681.pdf

    Tmj!

  2. Aline Araujo disse:

    E cadê o som???????

  3. Sou novo aqui ótimo canal.

  4. Muito interessante! Estamos conhecendo tudo – Desde buracos negros nos confins do universo, a fônons nos limites dos átomos! E tudo guardado e armazenado em computadores, certamente maiores que o limite de armazenamento dos nossos dez por cento mentais… Minha dúvida é se conseguiremos conviver com isso em larga escala, pois toda posse gera a necessidade do uso, e estamos nos apossando de muito conhecimento. Logo toda a humanidade terá que lidar e dominar tudo isso, e os que não conseguirem ou não tiverem a oportunidade de tentar ficarão pra traz… Ou serão usados como massa de manobra inferior… Daí o nome dos cursos universitários – Cursos superiores. Escravos de escravos (escravos dos que sabem que são escravos do saber) = Humanidade… Isso sempre ocorreu, mas está aumentando rapido demais (o saber)!!!

  5. Ruan Pablo disse:

    Não tem um coach quantico por aqui. Triste isso.

  6. Excelente o vídeo, parabéns pelo trabalho! Like 👏

  7. Like amigão

  8. Michele Moura disse:

    Fico impressionada que quanto mais complexo o assunto, mais fascinante ele se torna… 🤔🤣👍

  9. Vibração quantica,ou teoria das cordas.

  10. Uma camera quântica precisaria ser de no minimo quantos fps ?

  11. Jonas Klen disse:

    Com tantas novas descobertas na área quântica, e com tantas novas opções já podemos começar a sonhar com a internet quântica! e tudo isso trara um avanço também na IA, imaginem nanos robôs com IA investigando todo o sistema solar, e mais tarde quem sabe até estrelas mais próximas? mais um conteúdo top, like.

  12. Falcon Heavy disse:

    Achei que microfone quântico era o que o coach quântico usa para gravar as forças do universo kkkkkk
    Ótimo vídeo!

  13. Excelente vídeo, parabéns! Vou compartilhar.

  14. GEO MAZZA disse:

    Compartilhado no Face, Carlos Mazza. Confesso que fazia anos que não ouvia sobre os Fonons. Muito bom parceiro! 👏👏👏👏

  15. GEO MAZZA disse:

    Like para o meu amigo e parceiro Ciência News.

  16. Luan Babuza disse:

    Assistir de novo pra entender kk

  17. Parabéns pelo carnal irmão ✌😎👍

  18. EXCELENTE , LlKE 09 …

  19. Juliano , uma pergunta: Como ficaria no vácuo?

Deixe uma resposta

%d blogueiros gostam disto: