Fonón

Un fonón es una cuasipartícula o modo cuantizado vibratorio que tiene lugar en redes cristalinas como la red atómica de un sólido. El estudio de los fonones es una parte importante en la Física del estado sólido debido a que desempeñan una función muy importante en muchas de sus propiedades físicas, incluidas las conductividades térmica y eléctrica.

En particular, las propiedades de los fonones de longitud de onda larga generan sonido en los sólidos, por ejemplo al golpear fragmentos de fonolitas: rocas ígneas extrusivas. De aquí el nombre fonón, del griego φωνέ: foné, que significa sonido. En aislantes, los fonones constituyen el proceso primario por el cual se genera la conducción de calor.

Los fonones son una versión mecano-cuántica de un tipo especial de movimiento vibratorio denominado –en Mecánica clásica– modos normales, por el cual cada parte de una red oscila con la misma frecuencia.

Estos modos son importantes, debido a un resultado bien conocido en mecánica clásica: cualquier vibración arbitraria de movimiento de una red puede considerarse una superposición de modos normales con diversas frecuencias.

En este sentido, los modos normales son las vibraciones elementales de una red. Aunque tales modos son semejantes al fenómeno ondulatorio en Mecánica clásica, si la red se analiza según la Mecánica cuántica también adquieren ciertas propiedades de partícula (ver Dualidad onda corpúsculo).

La teoría cuántica permite comparar las oscilaciones que se propagan en el cuerpo sólido a la velocidad del sonido con las partículasficticias denominadas fonones. Cada partícula se caracteriza por una energía que es igual a la constante de Planck multiplicada por lamagnitud que en Física clásica se conoce como frecuencia de oscilación