Fizikte "Fonon" (Phonon) Kavramı Nedir?

Fonon, tıpkı fotonun ışığın kuantumu (en küçük birimi) olması gibi, bir kristal örgüdeki atomların kolektif titreşim enerjisinin kuantumudur. Yani, katı bir cisimdeki "sesin" veya "ısıl titreşimin" en küçük enerji paketi olarak düşünülebilir.

Katı bir cismin içindeki atomlar, kimyasal bağlarla birbirine bağlı, düzenli bir örgü yapısı içinde yer alır. Bu atomlar, termal enerji nedeniyle sürekli olarak titreşirler. Tek bir atomun hareketi, bağlar aracılığıyla komşu atomları da etkiler ve bu titreşim, bir dalga gibi örgü boyunca yayılır. Kuantum mekaniğine göre, bu titreşim dalgalarının enerjisi de kesikli paketler (kuantalar) halinde bulunur. İşte bu enerji paketine "fonon" denir. Fononlar, gerçek bir parçacık değildir; bir "yarı-parçacık" (quasiparticle) olarak kabul edilirler. Yani, bir sistemin kolektif bir uyarılmasını tanımlamak için kullanılan, parçacık benzeri özelliklere sahip bir kavramdır. Fononlar, bir malzemenin termal iletkenlik, elektriksel iletkenlik ve sesin yayılması gibi birçok temel özelliğini anlamada kritik bir rol oynar.

Kelimeler: fonon, phonon, katı hal fiziği, kuantum mekaniği, fizik, titreşim, yarı-parçacık