Científicos crean el primer “micrófono cuántico”: permite captar sonido a niveles atómicos

Investigadores de la universidad de Stanford desarrollaron el primer micrófono capaz de captar sonido a niveles cuánticos. Se trata de un dispositivo que puede detectar la unidad de vibración más pequeña que existe: el fonón.

Los fonones son un dilema en el mundo de la física. Hasta este momento, medirlos era imposible: ningún micrófono era capaz de captarlos. Si bien un micrófono es en esencia una membrana que capta vibraciones, los fonones son tan pequeños que no se pueden detectar de manera individual. De hecho, mientras más sensible el micrófono, más aumenta la incertidumbre de la medición debido al Principio de Incertidumbre de Heisenberg.

Para lograr la medición, los científicos construyeron un dispositivo con resonadores en miniatura, los que actúan como «espejos» para el sonido. El micrófono cuántico captura los fonones y mide sus vibraciones, las que a diferentes niveles de energía corresponden a diferentes números de fonones.

La investigación, publicada en un documento en Nature, podría ser un paso para acercarnos a los elusivos computadores cuánticos.

Fonón en vez de fotón

La habilidad para detectar pequeñas variaciones en las vibraciones a nivel atómico es un descubrimiento que abre muchísimas posibilidades. En el caso de la computación cuántica, las máquinas podrían guardar información usando la energía del sonido. Aquello nos permitiría -en teoría- guardar una gran cantidad de datos en una máquina diminuta.

De hecho, los modelos teórico-prácticos de computadores cuánticos actualmente usan fotones, o partículas de luz. A saber, los fotones son muchísimo más difíciles de controlar. Según el autor principal del paper, Amir Safavi-Naeini, «ahora la gente está usando fotones para codificar estos estados, y nosotros queremos usar fonones, lo que traería muchísimas ventajas».

Según el estudio, el acercamiento práctico a este método «conducirá a sensores cuánticos y acercamientos al proceso de información que usen dispositivos nanomecánicos del tamaño de un chip».