الفونون
الفونون هو كم لاهتزازات الشبكة البلورية (النظام المنتظم للذرات)، أي أقل مقدار من الطاقة يمكن أن تحمله الموجات الصوتية في الجسم الصلب. وبخلاف الجسيمات العادية، توجد الفونونات داخل المادة فقط. طاقتها E = ħω، حيث ħ هو ثابت بلانك، وω هو تردد الاهتزاز. تخضع الفونونات لإحصاء بوز-أينشتاين (الذي يصف سلوك البوزونات — الجسيمات ذات اللف المغزلي الصحيح)، لذا يمكنها التكدس في حالة كمومية واحدة. وبدون مفهوم الفونونات لا يمكن تفسير الناقلية الحرارية للعوازل، أو تبعثر النيوترونات في البلورات، أو آلية الموصلية الفائقة التي تساعد فيها على ازدواج الإلكترونات.
التاريخ
نشأت فكرة الفونونات في بداية القرن العشرين، حين فسّر بيتر ديباي وعلماء آخرون السعة الحرارية للبلورات. وأطلق ياكوف فرينكل مصطلح 'فونون' عام 1932.
كيف يعمل
عند لمس جسم ساخن، نُثير اهتزازات متزايدة لذرات سطحه. وتنتقل هذه الاهتزازات إلى الذرات المجاورة على شكل دفعات — فونونات — مثلما تنقل الموجة الطاقة عبر الماء. وهكذا تنتشر الحرارة في الجسم الصلب.
💡 تعيق الفونونات عمل الرقاقات الدقيقة: فهي تنقل حرارة غير مرغوبة، ويحاربها المهندسون بصنع شبائك فائقة لإبطاء الفونونات.