ABD'nin Kaliforniya eyaletinde San Fransisko'nun 40 km güneydoğusunda olan Leland Stanford Junior Üniversitesi ya da bilinen diğer bir adıyla Stanford Üniversitesi fizikçileri, algılama yetisi maksimum seviyede olan, ve fonon denilen bireysel ses parçacıklarını dahi ölçebilecek hassasiyette olan “kuantum mikrofon” geliştirdiler. Nanonilim ve Kuantum Mühendislik üzerine çalışan, Kuanrum rejiminde nano fabrikasyon cihaz ve sistemlerin optik, elektronik ve mekanik özelliklerini inceleyen genç fizik profesörü Amir Safavi Naeini çalışmalarının temel amaçlarının; • Farklı mesafelerde kuantum bilgisini uzun mesafelere aktaran ve farklı c,hazları geniş enerji aralıkları üzerinden bağlayan sistemler geliştirmek, • Gerçek ağlarda bilgi transferinin temel sınırlarını anlamak • Konuşlandırılabilir bir ortamda ağ bağlantılı ve kuantum sensörler geliştirmek olduğunu belirtti. Amir Safavi, Kuantum Mikrofon ile ilgili de, “Bu cihazın gelecekteki kuantum makineleri için yeni tip kuantum sensörlerine ve depolama cihazlarına imkân vermesini bekliyoruz” dedi.
Normal bir mikrofon çalışma mantığına baktığımızda; mikrofona gelen ses dalgaları iç zarı oynatmakta ve oynama hareketi/fiziksel yer değiştirme bir sinyale dönüştürülmektedir. Ancak bireysel fononları/parçacığımsıları bu şekilde sinyale dönüştürmek ve tespit etmek mümkün değildir. Bu yüzden fizikçiler, Fock durumlarının (dolaylı olarak fonon sayılarını) ses dalgalarında ölçecek bir yöntem geliştirdiler. Bu yöntem ile aslında titreşme sırasında oluşan mekanik enerjinin ürettiği fonon sayısına bağlı olarak 0,1,2 vb şekilde “fock” durumları oluşmaktadır. Örneğin “ Fock durumu 1” 1 fonondan oluştuğunu, “Fock durumu 2” aynı enerjili iki fonondan oluştuğunu belirtmektedir. Daha yüksek sayıda fock durumları ise daha yüksek ses anlamına gelmektedir.
Geliştirilen “kuantum mikrofon” aslında elektron mikroskobu ile görülebilecek kadar küçük olan bir dizi nanomekanik rezonatörlerden meydana gelmektedir. Rezonatörler mikrofon içerisinde; hareket halinde olan ve elektron çiftleri içeren süper iletken devreye bağlanmıştır. Bu devre, aynı anda iki durumda da bulunabilen ve elektronik olarak okunabilen, doğal frekansa sahip olan bir kuantum bit veya kesiti oluşturmaktadır. Rezonatörler titreştiğinde (ses dalgası geldiğinde) farklı durumda fononlar meydana getirmektedir. Amir Safavi bu yöntem ile, atomların dahi sesini dinleyebilecek mühendislik harikası bir ürün tasarladı.
Gülsüm TEKERCİOĞLU