I fysik, hvad er en fonon?

En fonon er en mængde energi, der findes inden for en vibration.Disse er til stede i alle objekter, der aktivt vibrerer, såsom kvartskrystaller.En måde at overveje en fonon på er som en resonerende partikel inden i en bølge.Ligesom en foton er en kvantepartikel i en lysbølge, er en fonon en partikel inden i en lydbølge.Udtrykket fonon er afledt af den græske ordtelefon, hvilket betyder lyd eller stemme.

Russisk fysiker Igor Tamm krediteres først med at teoretisere begrebet fononer.Siden dette koncept blev introduceret i 1932, er disse mængder blevet integreret i grenen af fysik kendt som kvantemekanik.De er en del af nye og fortsatte forskning i fysik.En fonon klassificeres ofte som en kvasipartikel eller en kollektiv excitation, hvilket generelt betyder, at det kan observeres som et fænomen, men ikke specifikt ekstraheres som et individet objekt.Denne interaktion får grupper af fononer til at danne kæder eller gitterstrukturer.Den ene fonon er i stand til at overføre sin energi til den næste i kæden.En lang gitter eller gruppe af disse er i stand til at overføre kontinuerlig energi i form af elektricitet eller varme.

Forståelse af fonons opførsel ses af mange termodynamiske eksperter som nøglen til at skabe meget effektive ledende eller isolerende materialer.Høj ledningsevne er vigtig inden for felter inden for datalogi og strømopbevaring, mens ekstrem isolering er nyttig til beskyttelsesmaterialer.Forskning fortsætter, da nogle forskere mener, at nyttige materialer kan bygges som et resultat af at studere, hvordan fononer fungerer og interagerer.

Forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) skabte et sådant materiale i 2010. MIT -eksperterne kombinerede flere lagaf forskellige krystalmateriale i et mønster designet til at afspejle fononer.Under eksperimentet stoppede krystalmaterialet med succes bevægelsen af fononer og fik dem til at reflektere eller hoppe tilbage i den modsatte retning.

Phonon -forskning kan føre til udvikling af praktisk udvikling i fremtiden.Nogle eksempler på opfindelser, der er mulige ved at manipulere fononer, inkluderer beskyttende termisk afskærmning for rumskibe, overlegen isolering til frysning af kolde miljøer og energisamlere til bærbare enheder.Succesfuld manipulation kan føre til videnskabelige gennembrud, der ligner den hurtige vækst inden for faststofelektronik, såsom transistorer i løbet af anden halvdel af det 20. århundrede.