Wat is in de natuurkunde een fonon?

Een fonon is een hoeveelheid energie die wordt gevonden in een trilling.Deze zijn aanwezig in alle objecten die actief trillen, zoals kwartskristallen.Een manier om een fonon te overwegen is als een resonerend deeltje in een golf.Net zoals een foton een kwantumdeeltje is in een lichtgolf, is een fonon een deeltje binnen een geluidsgolf.De term phonon is afgeleid van de Griekse woordtelefoon, wat geluid of stem betekent.

Russische natuurkundige Igor Tamm wordt gecrediteerd voor het eerst theoretiseren van het concept van fonons.Omdat dit concept in 1932 werd geïntroduceerd, zijn deze hoeveelheden geïntegreerd in de tak van de fysica die bekend staat als kwantummechanica.Ze maken deel uit van opkomend en voortdurend onderzoek in de natuurkunde.Een fonon wordt vaak geclassificeerd als een quasiparticle of collectieve excitatie, wat in het algemeen betekent dat het kan worden waargenomen als een fenomeen maar niet specifiek geëxtraheerd als een individueel fysiek object.een voorwerp.Deze interactie zorgt ervoor dat groepen fononen ketens of roosterstructuren vormen.De ene fonon kan zijn energie overbrengen naar de volgende in de keten.Een lang rooster of groep hiervan is in staat om continue energie over te dragen in de vorm van elektriciteit of warmte.

Inzicht in het gedrag van fononen wordt door veel thermodynamische experts gezien als de sleutel tot het creëren van zeer efficiënte geleidende of isolerende materialen.Hoge geleidbaarheid is belangrijk op het gebied van informatica en stroomopslag, terwijl extreme isolatie nuttig is voor beschermende materialen.Onderzoek gaat verder, omdat sommige wetenschappers geloven dat nuttige materialen kunnen worden gebouwd als gevolg van het bestuderen van de manier waarop fononen werken en interageren.

Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben in 2010 een dergelijk materiaal gecreëerd. De MIT -experts combineerden verschillende lagenvan verschillende kristalmateriaal in een patroon dat is ontworpen om fononen te weerspiegelen.Tijdens het experiment stopte het kristalmateriaal met succes de beweging van fonons en zorgde ze ervoor dat ze in de tegenovergestelde richting reflecteren of terugspringen.

Phonon -onderzoek kan leiden tot de ontwikkeling van praktische ontwikkelingen in de toekomst.Enkele voorbeelden van uitvindingen die mogelijk zijn door fonons te manipuleren, zijn beschermende thermische afscherming voor ruimteschepen, superieure isolatie voor het bevriezen van koude omgevingen en energieverbieders voor draagbare apparaten.Succesvolle manipulatie kan leiden tot wetenschappelijke doorbraken die vergelijkbaar zijn met de snelle groei in vaste toestand elektronica zoals transistoren in de tweede helft van de 20e eeuw.