Sebuah fonon adalah jumlah energi yang ditemukan dalam getaran. Ini hadir di semua objek yang bergetar aktif, seperti kristal kuarsa. Salah satu cara untuk mempertimbangkan fonon adalah sebagai partikel beresonansi dalam gelombang. Sama seperti “foton” adalah partikel kuantum dalam gelombang cahaya, fonon adalah partikel dalam gelombang suara. Istilah “fonon” berasal dari kata Yunani “telepon”, yang berarti “suara atau suara”.
Fisikawan Rusia Igor Tamm dikreditkan dengan teori pertama konsep fonon. Sejak konsep ini diperkenalkan pada tahun 1932, besaran-besaran ini telah diintegrasikan ke dalam cabang fisika yang dikenal sebagai mekanika kuantum. Mereka adalah bagian dari penelitian yang muncul dan berkelanjutan dalam fisika. Sebuah fonon sering diklasifikasikan sebagai “kuasipartikel” atau “eksitasi kolektif,” yang umumnya berarti dapat diamati sebagai fenomena tetapi tidak secara khusus diekstraksi sebagai objek fisik individu.
Phonon tidak berperilaku sebagai partikel independen, melainkan berinteraksi dengan phonon lain dalam suatu objek. Interaksi ini menyebabkan kelompok-kelompok fonon membentuk rantai atau struktur kisi. Satu fonon dapat mentransfer energinya ke yang berikutnya dalam rantai. Kisi-kisi panjang atau kelompok ini mampu mentransfer energi terus menerus dalam bentuk listrik atau panas.
Memahami perilaku fonon dilihat oleh banyak ahli termodinamika sebagai kunci untuk menciptakan bahan konduktor atau isolasi yang sangat efisien. Konduktivitas tinggi penting dalam bidang ilmu komputer dan penyimpanan daya, sedangkan insulasi ekstrim berguna untuk bahan pelindung. Penelitian berlanjut, karena beberapa ilmuwan percaya bahwa bahan yang berguna dapat dibuat sebagai hasil dari mempelajari cara fonon beroperasi dan berinteraksi.
Para peneliti di Massachusetts Institute of Technology (MIT) menciptakan satu bahan tersebut pada tahun 2010. Para ahli MIT menggabungkan beberapa lapisan bahan kristal yang berbeda dalam pola yang dirancang untuk mencerminkan fonon. Selama percobaan, bahan kristal berhasil menghentikan pergerakan fonon, dan menyebabkannya memantul atau “memantul” kembali ke arah yang berlawanan.
Penelitian phonon dapat mengarah pada pengembangan perkembangan praktis di masa depan. Beberapa contoh penemuan yang dimungkinkan dengan memanipulasi fonon termasuk pelindung termal pelindung untuk pesawat ruang angkasa, insulasi unggul untuk lingkungan dingin yang membekukan, dan pengumpul energi untuk perangkat portabel. Manipulasi yang berhasil dapat mengarah pada terobosan ilmiah yang serupa dengan pertumbuhan pesat dalam elektronik solid-state seperti transistor selama paruh kedua abad ke-20.