Bir fonon, titreşim içinde bulunan bir miktar enerjidir. Bunlar, Kuvars kristalleri gibi aktif olarak titreşen tüm nesnelerde bulunur. Bir fononu düşünmenin bir yolu, bir dalga içindeki rezonans eden bir parçacıktır. Tıpkı bir "foton" bir ışık dalgası içindeki kuantum bir parçacık olduğu gibi, bir fonon da bir ses dalgası içindeki bir parçacıktır. "Fonon" terimi, "ses veya ses" anlamına gelen Yunanca "telefon" kelimesinden türetilmiştir.
Rus fizikçi İgor Tamm, fonon kavramını ilk kez kuramsallaştırmasıyla alacaklandırıldı. Bu kavram 1932'de tanıtıldığından beri, bu miktarlar kuantum mekaniği olarak bilinen fizik dalına entegre edilmiştir. Fizikte ortaya çıkan ve devam eden araştırmaların bir parçasıdır. Bir fonon, genellikle, genellikle bir fenomen olarak gözlenebileceği, ancak tek tek fiziksel bir nesne olarak çıkarılamadığı anlamına gelen, “quasiparticle” veya “toplu uyarma” olarak sınıflandırılır.
Fononlar bağımsız parçacıklar gibi davranmaz, bunun yerine bir nesne içindeki diğer fononlarla etkileşime girer. Bu etkileşim, fonon gruplarının zincirleri veya kafes yapılarını oluşturmasına neden olur. Bir fonon enerjisini zincirde bir sonrakine aktarabilir. Uzun bir kafes veya bunlardan oluşan bir grup, sürekli enerjiyi elektrik veya ısı şeklinde aktarabilir.
Fononların davranışını anlamak, birçok termodinamik uzman tarafından çok verimli iletken veya yalıtıcı malzemeler yaratmanın anahtarı olarak görülmektedir. Yüksek iletkenlik, bilgisayar bilimi ve enerji depolama alanlarında önemlidir, aşırı yalıtım ise koruyucu malzemeler için faydalıdır. Bazı bilim adamları, fononların çalışma ve etkileşime girme çalışmalarının bir sonucu olarak faydalı malzemelerin üretilebileceğine inandıkları için araştırmalar devam ediyor.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki (MIT) araştırmacılar 2010 yılında böyle bir malzeme yarattılar. MIT uzmanları fononları yansıtacak şekilde tasarlanmış bir desende birkaç farklı kristal materyali katmanını birleştirdi. Deney sırasında, kristal malzeme fononların hareketini başarıyla durdurdu ve ters yönde yansıtmalarını veya "sıçramalarını" sağladı.
Fonon araştırması gelecekte pratik gelişmelerin gelişmesine yol açabilir. Fononları manipüle etmenin mümkün olduğu bazı buluş örnekleri arasında uzay gemileri için koruyucu termal koruma, soğuk ortamlarda donmaya karşı üstün yalıtım ve taşınabilir cihazlar için enerji toplayıcılar bulunur. Başarılı manipülasyon, 20. yüzyılın ikinci yarısında transistörler gibi katı hal elektroniğindeki hızlı büyümeye benzer bilimsel atılımlara yol açabilir.
