Какой звук издает атом? Ученые выяснили, что это нота «ре»

Так считают ученые из Технического Университета Чалмерса (Гетеборг, Швеция), опубликовавшие новое исследование, в котором они зафиксировали ^[1] звук, который издает единичный атом.

«Мы открыли новую дверь в мир квантовой физики, мы „слышали“ атомы и „говорили“ с ними», — такое письменное заявление ^[2] сделал соавтор исследования Пер Делсинг ^[3], профессор-физик из Университета Чалмерса. «Наша долгосрочная цель — использовать квантовую физику так, чтобы извлекать выгоду из принципов её работы, например, при создании ультрабыстрых компьютеров».

Для своего исследования Делсинг и его коллеги создали искусственный атом размером в 0,01 миллиметра и разместили его на одном конце сверхпроводящего материала. Затем они пропустили звуковые волны через поверхность материала так, чтобы те «отскакивали» от атома, и записывали звук, который возвращался обратно, используя крошечный микрофон, закрепленный на другом конце материала-сверхпроводника.

^[4]

На рисунке видно, что расположенный справа искусственный атом генерирует звуковые волны, которые выглядят, как рябь на поверхности твердого материала. Звук, известный как поверхностные акустические волны, фиксируется «микрофоном» расположенным слева — он состоит из металлических элементов, сцепленных в «замок»

«В соответствии с теоретическими положениями, звук, исходящий от атома, делится на квантовые частицы», — заявляет соавтор исследования, Мартин Густафсон, кандидат наук из Колумбийского Университета. «Такие частицы — слабейшие формы звука, которые мы можем зафиксировать».

Этот звук оказался нотой «ре» примерно на 20 октав выше пятой (последней и неполной) октавы фортепиано — он намного выше того диапазона, который может воспринять человеческое ухо.

Исследователи заявили, что манипулирование звуком на квантовом уровне может привести к новым разработкам в области квантовых вычислений. Звук обладает короткой длиной волны и перемещается в пространстве со скоростью в 100 000 раз медленнее скорости света, а это означает, что его гораздо проще контролировать.

«Повлияет ли это исследование на технологии квантовых вычислений — говорить еще слишком рано, но оно определенно расширяет набор методик, которые мы можем применять в работе», – рассказал ^[5] в интервью Discovery News Стив Ролстон, один из руководителей Объединенного института квантовой физики Университета Мэриленда, который в исследовании участия не принимал.

Само исследование ^[6] было опубликовано в журнале Science 11 сентября текущего года.

Автор: Audioman

Источник ^[7]