Fontes mecânicas de dissipação desempenham um papel fundamental na física moderna, com aplicações que abrangem a nanomecânica, biomecânica, Ciência de materiais, e computação quântica. Em relógios e outros mecanismos vibratórios, a perda de energia é geralmente proporcional à velocidade do objeto vibrando. Mas em circunstâncias especiais, onde uma frequência ressonante do ressonador é exatamente duas vezes mais alta que outra frequência ressonante, essas perdas de repente se tornam muito maiores, à medida que energia adicional é perdida através do acoplamento entre esses modos de vibração. Com o apoio do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), professor associado Farbod Alijani e Ata Keşkekler Ph.D. estudante do departamento de engenharia de precisão e microssistemas da TU Delft, ajustou a interação entre os estados vibracionais de um nanodrum de grafeno de tal forma que um modo vibra exatamente duas vezes mais rápido que o outro. Ao fazer isso, eles também mostraram que com este mecanismo é possível controlar a força de amortecimento através da força de acoplamento entre os dois modos de vibração.

Ata Keşkekler:"Normalmente, a taxa em que o som de uma corda de violão decai é independente de quão forte você a toca. Contudo, se fizermos uma analogia entre um nanorressonador e uma guitarra, neste trabalho encontramos um mecanismo que indica que se você afinar outra corda perto de uma nota que é a primeira oitava da corda que é tocada, a taxa de decomposição depende da força com que você o arranca. Quanto mais perto da oitava, mais forte é essa dependência. "

Como houve poucas possibilidades de influenciar a força de amortecimento em nanossistemas até agora, esta pesquisa abre o caminho para possibilidades excitantes para entender melhor a origem da dissipação em nanoescala e realizar sensores controláveis ​​ultrassensíveis. Para este estudo, os pesquisadores trabalharam com colegas da Universidade Ben Gurion e do Instituto de Nanociência Kavli em TU Delft.

Esta semana, Comunicações da natureza publicou os resultados deste estudo.