martes, 28 de febrero de 2012

Un micrófono cuántico borra la frontera de lo audible

Científicos de la Universidad Tecnológica de Chalmers han demostrado el funcionamiento de un nuevo tipo de detector de sonido en el denominado nivel de tranquilidad de la mecánica cuántica. El resultado ofrece perspectivas de una nueva clase de circuitos cuánticos híbridos que mezclan elementos acústicos y eléctricos, y puede ayudar a desvelar nuevos fenómenos de la física cuántica.

Los resultados han sido publicados en Nature Physics.

El "micrófono cuántico" se basa en un transistor de electrón único, es decir, un transistor donde la corriente pasa a un electrón a la vez. Las ondas acústicas estudiadas por el equipo de investigación (en la imagen) se propagan sobre la superficie de un microchip cristalino, y se asemejan a las ondulaciones formadas en un estanque cuando se lanza una piedra. La longitud de onda del sonido es de tan sólo 3 micras, pero el detector es aún menor, y capaz de una rápida detección de las ondas acústicas a su paso por él.

En la superficie del chip, los investigadores han fabricado una caja de resonancia de tres milímetros de largo, y aunque la velocidad del sonido en el cristal es diez veces mayor que en el aire, el detector muestra cómo se reflejan pulsos de sonido de ida y vuelta entre las paredes de la cámara, con lo que registra la verificación de la naturaleza de la onda acústica.

El detector es sensible a las ondas con alturas de pico de un pequeño porcentaje de diámetro de protones, niveles de sonido tan silenciosos que pueden ser explicados por la ley cuántica en lugar de la mecánica clásica, de la misma manera que la luz.

"El experimento se realiza en ondas acústicas clásicas, pero demuestra que tenemos todo en su lugar para iniciar los estudios de la acústica cuántica propiamente, algo que nadie ha intentado antes", dice Martin Gustafsson, estudiante de doctorado y primer autor del artículo.

Aparte de la denominada tranquilidad extrema, el tono de las ondas es demasiado alto para que nosotros podamos escuchar. El nuevo detector es el más sensible en el mundo de un sonido de alta frecuencia en el rango de 1 gigahertzio.

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