In fisica, cos'è un fonone?

Un fonone è una quantità di energia trovata all'interno di una vibrazione.Questi sono presenti in tutti gli oggetti che stanno vibrando attivamente, come i cristalli di quarzo.Un modo per considerare un fonone è come una particella risuonante all'interno di un'onda.Proprio come un fotone è una particella quantistica all'interno di un'onda leggera, un fonone è una particella all'interno di un'onda sonora.Il termine Phonon deriva dal telefono greco, che significa suono o voce.

Il fisico russo Igor Tamm è accreditato per la prima teorizzazione del concetto di fononi.Da quando questo concetto è stato introdotto nel 1932, queste quantità sono state integrate nel ramo della fisica nota come meccanica quantistica.Fanno parte della ricerca emergente e continua in fisica.Un fonone è spesso classificato come un'eccitazione quasiparticella o collettiva, il che generalmente significa che può essere osservato come un fenomeno ma non estratto specificamente come un oggetto fisico individuale.

i fononi non si comportano come particelle indipendenti, ma interagiscono invece con altri fononi all'internoun oggetto.Questa interazione fa sì che gruppi di fononi formato catene o strutture reticolari.Un fonone è in grado di trasferire la sua energia a quella successiva nella catena.Un reticolo lungo o un gruppo di questi è in grado di trasferire energia continua sotto forma di elettricità o calore.

La comprensione del comportamento dei fononi è visto da molti esperti termodinamici come la chiave per creare materiali di conduzione o isolamento molto efficienti.L'elevata conducibilità è importante nei settori dell'informatica e dell'archiviazione di potenza, mentre l'isolamento estremo è utile per i materiali protettivi.La ricerca continua, poiché alcuni scienziati ritengono che i materiali utili possano essere costruiti a seguito dello studio del modo in cui i fononi operano e interagiscono.

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno creato uno di questi materiali nel 2010. Gli esperti del MIT hanno combinato diversi stratidi materiale cristallino diverso in uno schema progettato per riflettere i fononi.Durante l'esperimento, il materiale cristallino ha interrotto con successo il movimento dei fononi e li ha fatti riflettere o rimbalzare nella direzione opposta. La ricerca fononica può portare allo sviluppo di sviluppi pratici in futuro.Alcuni esempi di invenzioni possibili manipolando i fononi includono schermatura termica protettiva per astronavi, isolamento superiore per gli ambienti freddi congelanti e collezionisti di energia per dispositivi portatili.La manipolazione di successo può portare a scoperte scientifiche simili alla rapida crescita dell'elettronica a stato solido come i transistor durante la seconda metà del 20 ° secolo.