Microfono Quantistico Cattura Suoni Estremamente Deboli

Un gruppo di scienziati della Chalmers University hanno dimostrato la funzionalità di un nuovo tipo di rilevatore di suoni al livello della meccanica quantistica. Il risultato apre verso una nuova classe di circuiti quantistici ibridi che mischiano elementi acustici ed elementi elettrici, e potrebbero aiutarci a gettare nuova luce sulla fisica quantistica stessa. Il risultato è stato pubblicato su Nature Physics. Questo "microfono quantistico" è basato su un singolo transistor elettronico (SET), cioè un transistor dove la corrente passa un elettrone alla volta. Le onde acustiche studiate dal team di ricerca si propagano sopra la superficie di un microschip cristallino, e somigliano alle pieghe formate nell'acqua quando viene gettato un sasso dentro. La lunghezza d'onda del suono è appena 3 micrometri, ma il rilevatore è ancora più piccolo, ed è capace di sentire molto rapidamente le onde acustiche di passaggio.

Sulla superficie del chip, i ricercatori hanno fabbricatori una camera acustica grande 3 millimetri, e anche se la velocità del suono sul cristallo è 10 volte maggiore rispetto all'area, il rilevatore mostra come i pulsi del suono riflettono indietro e avanti tra le mura della camera acustica, verificando quindi la natura acustica dell'onda.

Il rilevatore è sensibile alle onde con altezze di picco di qualche percentuale del diametro di un protone, livelli cioè così silenziosi che il suono può essere governato dalle leggi della meccanica quantistica piuttosto che da quelle della meccanica classica, in maniera simile a quello che succede con la luce.

"L'esperimento è fatto con onde acustiche classiche, ma mostra che abbiamo tutto al posto giusto per iniziare lo studio vero di onde quantum-acustiche, e nessuno ha mai tentato di farlo prima." ha spiegato Martin Gustafsson, studente PhD e autore principale dell'articolo.

Oltre alla silenziosità estrema, la portata delle onde è troppo alta per le nostre orecchie: la frequenza è circa 1 Gigahertz, cioè 21 ottave sopra il limite. Attualmente, questo rilevatore è il più sensibile rilevatore per questo tipo di frequenze, al mondo.

Gli scienziati che hanno presentato questa ricerca sono Martin Gustafsson, Göran Johansson e Per Delsing della Chalmers University of Technology, Gothenburg, Svezia, e Paulo Santos del Paul Drude Institute, Berlino, Germania. Martin Gustafsson presenterà questa ricerca come sua tesi di dottorato ad Aprile.

http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys2217.html

http://www.physorg.com/news/2012-02-quantum-microphone-captures-extremely-weak.html

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