新型极低温装置成功产生声子，向声波激光器迈进一步

近日据外媒报道，加拿大麦吉尔大学的研究人员开发出了一种新型装置，能够在极低温度下产生被称为声子的类声粒子。该技术可用于制造声子激光器，有望在通信和医疗诊断等领域得到应用。

快速电子产生类声振动
该装置的工作原理是：让电流通过一个二维晶体层，将电子限制在仅有几个原子厚度的区域内的一个通道中。研究人员发现，当电子在该通道中受到足够强的推动时，它们会以爆发式的、可预测且可调谐的类声振动（称为声子）形式释放能量。

这一实现得益于将装置冷却到大约10毫开尔文至3.9开尔文之间的温度。这种极低的温度使电子的行为更具可预测性，并允许研究人员观察量子效应——即当物质表现为波而非固体粒子时出现的现象。

“在绝对零度（即量子物理的世界）附近，除非电子以等于或超过声速的速度集体运动，否则不会产生声音，”Hilke解释说，“早期的研究观察到当电子速度接近声障时的相关效应。我们的研究进一步推进，将系统推到了远超那个临界点的状态，并表明现有的理论需要重新评估，因为即使主体晶体接近绝对零度，电子本身也可能非常‘热’。”

新材料可加速器件运行速度
Hilke表示，下一步是探索使用石墨烯等其他材料来构建该器件，以使其运行得更快。这可能会催生高速通信技术，以及传感工具、生物材料和先进的医疗系统。“声子很难用受控的方式产生和利用，因此我们正在探索新的机制。从广义上讲，这关乎电流和能量如何在先进电子材料内部移动和转换，”他说道。