p Ressonadores mecânicos têm sido usados ​​com grande sucesso como novos recursos na tecnologia quântica. Ressonadores mecânicos de nanotubos de carbono têm se mostrado excelentes dispositivos ultra-sensíveis para o estudo de novos fenômenos físicos em nível de nanoescala (por exemplo, física de spin, transporte quântico de elétrons, ciência de superfície, e interação luz-matéria). p Ressonadores mecânicos são freqüentemente usados ​​para observar e manipular os estados quânticos do movimento de sistemas relativamente grandes. Contudo, a desvantagem está na força de ruído térmico, que, se não for controlado adequadamente, acaba diluindo qualquer possibilidade de observar os efeitos quânticos. Assim, os cientistas têm buscado métodos eficazes para resfriar esses sistemas ao regime quântico e serem capazes de observar os efeitos quânticos sob demanda. Uma dessas abordagens tem sido usar o transporte de elétrons ao longo do ressonador para resfriar o sistema.

p Muitos esquemas teóricos têm sido propostos para resfriar esses ressonadores mecânicos usando diferentes regimes de transporte de elétrons, mas as dificuldades experimentais o tornaram extremamente desafiador em termos de fabricação e medição de dispositivos. Apesar de muitos esforços, apenas uma realização experimental de resfriamento foi relatada há mais de uma década, em que os pesquisadores foram capazes de resfriar o sistema para um número populacional de 200 quanta, que está longe do regime quântico.

p Agora, em um novo estudo publicado em Física da Natureza , Os pesquisadores do ICFO, Carles Urgell, Wei Yang, Sergio Lucio de Bonis, e Chandan Samanta, liderado pelo ICFO Prof. Adrian Bachtold, em colaboração com pesquisadores do ICN2 em Barcelona e CNRS na França, foram capazes de demonstrar um experimento no qual eles resfriam um ressonador nanomecânico a 4,6 + - 2,0 quanta de vibração.

p Em seu estudo, a equipe fabricou o ressonador fazendo crescer um nanotubo de carbono entre dois eletrodos, onde na última etapa do processo de fabricação, eles empregaram um método de deposição de vapor químico para minimizar qualquer contaminante residual possível no dispositivo. Em seguida, eles inseriram o sistema em um refrigerador de diluição e o resfriaram até 70 mK. A novidade de sua técnica estava na aplicação de uma corrente constante de elétrons através do ressonador. Quando uma corrente constante foi aplicada ao ressonador, a força eletrostática dos elétrons impacta a dinâmica das vibrações. Essas vibrações modificadas reagem de volta aos elétrons, fazendo um loop fechado com um atraso finito. Esta ação reversa dos elétrons nas vibrações pode ser usada para amplificar ou reduzir as flutuações das vibrações térmicas. No último caso, eles usaram para resfriar o sistema para reduzir as flutuações de deslocamento térmico, permitindo que eles se aproximem do limite do regime quântico mencionado antes, com um número populacional nunca antes visto quando comparado a trabalhos anteriores.

p Os resultados do estudo confirmaram que este método é uma maneira excelente e muito simples de resfriar ressonadores nanomecânicos, que poderia ser de extrema importância para os cientistas que trabalham em nanomecânica e transporte quântico de elétrons, uma vez que se tornará um poderoso recurso para a manipulação quântica de ressonadores mecânicos.