Een nieuwe studie gepubliceerd in Natuurfysica beschrijft hoe een team van wetenschappers een laserstraal gebruikte om toegang te krijgen tot langlevende geluidsgolven in kristallijne vaste stoffen als basis voor een mogelijk nieuwe benadering van informatieverwerking en -opslag. Een van de nieuwste natuurkundigen van de Northern Arizona University, assistent-professor Ryan Behunin, is co-auteur van de studie. In samenwerking met wetenschappers van Yale en de Universiteit van Rochester, hij hielp bij het ontwikkelen van de theorie die deze bulkkristallijne optomechanische systemen beschrijft.

"Door een effect genaamd 'Brillouin verstrooiing, ' een intense laserstraal die door een transparant medium gaat, kan zowel geluidsgolven als nieuwe kleuren licht produceren, " Zei Behunin. "Dit soort interactie tussen licht en geluid valt in een domein van de fysica dat optomechanica wordt genoemd. Binnen speciaal ontworpen ongerepte kristallijne systemen bij zeer lage temperaturen, Brillouin-verstrooiing kan geluidsgolven produceren die zeer lang aanhouden, veel langer dan bij kamertemperatuur.

"Dit fenomeen is intrigerend omdat hoe langer een geluidsgolf leeft, hoe nuttiger het kan zijn voor dingen zoals precisiesensoren - of voor gebruik met kwantumcomputers, systemen die exponentiële snelheden kunnen bereiken via uw desktopcomputer voor bepaalde soorten berekeningen."

Akoestische technologieën die gebruikmaken van de kracht van geluid zijn al cruciale elementen van alledaagse technologieën, van mobiele telefoons tot wereldwijde positioneringssystemen. Naarmate de technologie evolueert en de eigenschappen van de kwantummechanica kan benutten, wetenschappers willen akoestische technologieën ontwikkelen voor toepassingen op gebieden zoals quantum computing.

Deze akoestische apparaten hebben het potentieel voor commerciële toepassing:een nieuwe laser op basis van geluid, bijvoorbeeld, zou nieuwe benaderingen van nauwkeurige tijdregistratie in communicatiesystemen mogelijk maken. Interacties tussen licht en geluid in speciaal ontworpen kristallen kunnen nieuwe apparaten voor toekomstige kwantumnetwerken mogelijk maken.

"We zijn erg enthousiast over de vooruitzichten voor dit werk, " zei Behunin. "In de toekomst hopen we dat dit systeem het zoeken naar nieuwe fysica mogelijk zal maken, unieke vormen van precisiedetectie en nieuwe benaderingen van kwantuminformatieverwerking."