Датські дослідники з Інституту Нільса Бора у Копенгагені спільно з науковцями з Університету Констанца та Швейцарської вищої технічної школи Цюріха створили крихітну мембрану, здатну пропускати звукові сигнали майже без втрат енергії. 

Мембрана з нітриду кремнію, схожа на ті, що використовуються у якості покриття для барабанів, завширшки усього 10 мм, вкрита трикутними отворами. При цьому вібрації, які розповсюджуються у вигляді звукових хвиль — фононів, чистіші навіть за сигнали у найсучасніших електричних схемах.

У той час, коли атоми починають вібрувати, вони чіпляють сусідні атоми і створюють хвилю, яка переносить інформацію. Якщо хвиля під час переміщення слабішає або зазнає впливу температури, відновити інформацію, яку вона переносила, стає складніше чи взагалі неможливо. Дослідники виявили, що вібрації, які проходять крізь їхню мембрану, майже не втрачають енергії і не послаблюють сигнал.

Навіть коли коливання оминали отвори у мембрані або змінювали напрям руху, втрачався приблизно один фонон на мільйон. Це набагато краще за те, що спостерігається в електричних схемах, де сигнали слабішають у сотні тисяч раз швидше.

Така точність може зробити цю мембрану новим інструментом з передачі даних у різноманітних пристроях, від квантових комп’ютерів до високоточних датчиків. Однак розробники з Інституту Нільса Бора, професори Сян Сі та Альберт Шліссер підкреслюють, що поки зарано казати про якесь подальше застосування їхньої мембрани. 

Наразі у всьому світі науковці вивчають можливості для створення надточного квантового комп’ютера, ефективність якого залежить від точності передачі даних між його різними компонентами. Інший напрям квантових досліджень стосується датчиків, здатних вимірювати ледве помітні коливання в організмі людини. Однак у даний час Сян Сі та Альберт Шліссер хочуть краще вивчити можливості власної розробки. 

Результати опубліковані у журналі Nature

Джерело: SciTechDaily