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 dalla parola greca "telefono", che significa "suono o voce".
Il fisico russo Igor Tamm è accreditato con 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 una "quasiparticella" o "eccitazione collettiva", il che generalmente significa che può essere osservato come un fenomeno ma non specificamente estratto come un oggetto fisico individuale.
Phonons non si comporta come particelle indipendenti, ma interagiscono invece con altri Phonons all'interno di un 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 strati di materiale cristallino diverso in una PATTern progettato per riflettere i fononi. Durante l'esperimento, il materiale cristallino ha fermato 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.