Trong vật lý, một phonon là gì?

Một phonon là một lượng năng lượng được tìm thấy trong một rung động.Chúng có mặt trong tất cả các đối tượng đang hoạt động tích cực, chẳng hạn như tinh thể thạch anh.Một cách để xem xét một phonon là một hạt cộng hưởng trong sóng.Giống như một photon là một hạt lượng tử trong sóng ánh sáng, một phonon là một hạt trong sóng âm.Thuật ngữ phonon có nguồn gốc từ điện thoại từ Hy Lạp, có nghĩa là âm thanh hoặc giọng nói. Nhà vật lý người Nga Igor Tamm được ghi nhận là lý thuyết đầu tiên về khái niệm về phonon.Kể từ khi khái niệm này được giới thiệu vào năm 1932, các đại lượng này đã được tích hợp vào nhánh vật lý được gọi là cơ học lượng tử.Họ là một phần của nghiên cứu mới nổi và tiếp tục về vật lý.Phonon thường được phân loại là một quasiparticle hoặc kích thích tập thể, điều này thường có nghĩa là nó có thể được coi là một hiện tượng nhưng không được trích xuất cụ thể như một đối tượng vật lý riêng lẻ.một đối tượng.Sự tương tác này làm cho các nhóm phonon hình thành chuỗi hoặc cấu trúc mạng.Một phonon có thể chuyển năng lượng của nó sang tác phẩm tiếp theo trong chuỗi.Một mạng lưới dài hoặc nhóm trong số này có thể truyền năng lượng liên tục dưới dạng điện hoặc nhiệt.

Hiểu hành vi của phonon được nhiều chuyên gia nhiệt động là chìa khóa để tạo ra các vật liệu tiến hành hoặc cách điện rất hiệu quả.Độ dẫn cao rất quan trọng trong các lĩnh vực khoa học máy tính và lưu trữ năng lượng, trong khi cách nhiệt cực đoan là hữu ích cho các vật liệu bảo vệ.Nghiên cứu tiếp tục, vì một số nhà khoa học tin rằng các vật liệu hữu ích có thể được xây dựng do kết quả nghiên cứu cách thức hoạt động và tương tác của Phonon. Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tạo ra một tài liệu như vậy vào năm 2010.của vật liệu tinh thể khác nhau trong một mẫu được thiết kế để phản ánh phonon.Trong thí nghiệm, vật liệu tinh thể đã ngăn chặn thành công chuyển động của phonon và khiến chúng phản ánh hoặc hồi phục theo hướng ngược lại. Nghiên cứu phonon có thể dẫn đến sự phát triển của sự phát triển thực tế trong tương lai.Một số ví dụ về các phát minh có thể bằng cách điều khiển các phonon bao gồm che chắn nhiệt bảo vệ cho tàu vũ trụ, cách nhiệt vượt trội để đóng băng môi trường lạnh và bộ thu năng lượng cho các thiết bị di động.Thao tác thành công có thể dẫn đến những đột phá khoa học tương tự như sự tăng trưởng nhanh chóng trong các thiết bị điện tử trạng thái rắn như bóng bán dẫn trong nửa sau của thế kỷ 20.