En ny studie publicerad i Naturfysik beskriver hur ett team av forskare använde en laserstråle för att få tillgång till långlivade ljudvågor i kristallina fasta ämnen som grund för en potentiellt ny metod för informationsbehandling och lagring. En av Northern Arizona Universitys nyaste fysiker, biträdande professor Ryan Behunin, är medförfattare till studien. I samarbete med forskare vid Yale och University of Rochester, han hjälpte till att utveckla teorin som beskriver dessa bulk kristallina optomekaniska system.

"Genom en effekt som kallas" Brillouin -spridning, 'en intensiv laserstråle som passerar genom ett transparent medium kan producera ljudvågor och nya ljusfärger, "Behunin sa." Denna typ av interaktion mellan ljus och ljud faller in i en fysikdomän som kallas optomekanik. Inom specialdesignade orörda kristallina system vid mycket låga temperaturer, Brillouinspridning kan producera ljudvågor som kvarstår mycket länge, mycket längre än vid rumstemperatur.

"Detta fenomen är spännande eftersom ju längre en ljudvåg lever, desto mer användbar kan den vara för exempelvis precisionssensorer - eller för användning med kvantdatorer, system som kan uppnå exponentiella hastigheter över din stationära dator för vissa typer av beräkningar. "

Akustiska teknologier som utnyttjar ljudets kraft är redan kritiska element i vardagsteknik, från mobiltelefoner till globala positioneringssystem. När tekniken utvecklas och kan utnyttja kvantmekanikens egenskaper, forskare försöker utveckla akustisk teknik för applikationer inom områden som kvantberäkning.

Dessa akustiska enheter har potential för kommersiell användning - en ny laser baserad på ljud, till exempel, kan möjliggöra nya tillvägagångssätt för precisionstidtagning i kommunikationssystem. Interaktioner mellan ljus och ljud i specialkonstruerade kristaller kan möjliggöra nya enheter för framtida kvantnät.

"Vi är mycket glada över utsikterna för detta arbete, "Behunin sa." I framtiden hoppas vi att detta system kommer att möjliggöra sökningar efter ny fysik, unika former av precisionsavkänning och nya metoder för behandling av kvantinformation. "