물리학에서 Phonon이란 무엇입니까?

포논은 진동 내에서 발견되는 에너지의 양입니다. 이들은 석영 결정과 같이 활발하게 진동하는 모든 물체에 존재합니다. 포논을 고려하는 한 가지 방법은 파도 내의 공명 입자입니다. "광자"가 광파 내의 양자 입자 인 것처럼, 포논은 음파 내의 입자이다. "포논"이라는 용어는 "소리 또는 음성"을 의미하는 그리스어 "전화"에서 파생됩니다.

러시아 물리학 자 Igor Tamm은 포논의 개념을 먼저 이론화 한 것으로 유명합니다. 이 개념이 1932 년에 도입 된 이후,이 수량은 양자 역학 (quantum mechanics)으로 알려진 물리학의 분기에 통합되었습니다. 그들은 물리학에 대한 신흥 연구의 일부입니다. 포논은 종종 "준 분자"또는 "집합 적 여기"로 분류되는데, 이는 일반적으로 그것이 현상으로 관찰 될 수 있지만 개별적인 물리적 대상으로서 구체적으로 추출되지는 않음을 의미합니다.

포논은 독립적 인 입자처럼 행동하지 않고, 대상 내 다른 포논과 상호 작용합니다. 이러한 상호 작용은 포논 그룹이 사슬 또는 격자 구조를 형성하게한다. 한 포논은 체인의 다음 포논으로 에너지를 전달할 수 있습니다. 이들의 긴 격자 또는 그룹은 전기 또는 열의 형태로 연속 에너지를 전달할 수 있습니다.

많은 열역학 전문가들은 포논의 동작을 이해하는 것이 매우 효율적인 전도성 또는 절연 재료를 만드는 열쇠라고 생각합니다. 컴퓨터 과학 및 전력 저장 분야에서는 높은 전도성이 중요하지만 보호 재료에는 극도의 절연이 유용합니다. 일부 과학자들은 포논이 작동하고 상호 작용하는 방식을 연구 한 결과 유용한 재료가 만들어 질 수 있다고 믿고 연구가 계속되고 있습니다.

MIT (Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들은 2010 년에 그러한 재료 중 하나를 만들었습니다. MIT 전문가들은 여러 층의 다른 결정 재료를 포논을 반영하도록 설계된 패턴으로 결합했습니다. 실험 동안, 결정 물질은 포논의 이동을 성공적으로 중단 시켰고, 반대 방향으로 반사되거나 "반송"하게 하였다.

Phonon 연구는 미래에 실제 개발의 발전으로 이어질 수 있습니다. 포논을 조작함으로써 가능한 발명의 일부 예는 우주선을위한 보호 열 차폐, 추운 환경을 동결시키기위한 우수한 절연 및 휴대용 장치를위한 에너지 수집기를 포함한다. 성공적인 조작은 20 세기 후반 트랜지스터와 같은 고체 전자 장치의 급속한 성장과 유사한 과학적 혁신을 가져올 수 있습니다.