Nano-oscilador atinge fator de qualidade recorde

A equipe alcançou esse novo marco em um ambiente com pressão extremamente baixa, um fator crítico na redução das interações com o ar circundante. Crédito:Universidade de Innsbruck

Em seu último estudo, uma equipe liderada por Tracy Northup, do Departamento de Física Experimental, revela a criação bem-sucedida de um oscilador nanomecânico levitado com um fator de qualidade ultra-alto, superando significativamente as conquistas experimentais anteriores. O estudo foi publicado em Physical Review Letters .

A equipe conseguiu levitar uma nanopartícula de sílica em uma armadilha Paul linear sob condições de vácuo ultra-alto. O que torna esta conquista particularmente notável é a taxa de dissipação excepcionalmente baixa registada, com um factor de qualidade superior a 10 mil milhões. Isto representa uma melhoria de mais de cem vezes em comparação com tentativas anteriores, marcando um marco na exploração de sistemas nanomecânicos.

A equipe conseguiu isso em um ambiente com pressão extremamente baixa, um fator crítico na redução das interações com o ar circundante, que de outra forma amorteceria o movimento do oscilador.

O fator de qualidade ultra-alto – uma medida de quão pouca energia é perdida para o ambiente – foi calculado com base na taxa de amortecimento e na frequência das oscilações da nanopartícula.

A estabilidade sem precedentes do oscilador e os baixos níveis de ruído tornam-no uma plataforma ideal para o desenvolvimento de detectores ultrassensíveis e para a realização de testes fundamentais em física quântica. Abre possibilidades excitantes para a exploração de fenómenos quânticos em sistemas macroscópicos, o que tem sido um desafio de longa data neste campo.

Mais informações: Lorenzo Dania et al, Fator de qualidade ultra-alta de um oscilador nanomecânico levitado, Cartas de revisão física (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.133602. No arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2304.02408
Informações do diário: Cartas de revisão física , arXiv

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