Las fuentes mecánicas de disipación juegan un papel clave en la física moderna, con aplicaciones que abarcan la nanomecánica, biomecánica, ciencia de los Materiales, y computación cuántica. En relojes y otros mecanismos vibratorios, La pérdida de energía suele ser proporcional a la velocidad del objeto que vibra. Pero en circunstancias especiales, donde una frecuencia de resonancia del resonador es exactamente dos veces mayor que otra frecuencia de resonancia, estas pérdidas de repente se vuelven mucho mayores, ya que se pierde energía adicional a través del acoplamiento entre estos modos de vibración. Con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación (ERC), el profesor asociado Farbod Alijani y el Ata Keşkekler Ph.D. estudiante del departamento de ingeniería de precisión y microsistemas de TU Delft, afinó la interacción entre los estados vibratorios de un nanodrum de grafeno de tal manera que un modo vibra exactamente dos veces más rápido que otro. Al hacerlo, también demostraron que con este mecanismo es posible controlar la fuerza de amortiguación a través de la fuerza de acoplamiento entre los dos modos de vibración.

Ata Keşkekler:"Normalmente, la velocidad a la que decae el sonido de una cuerda de guitarra es independiente de la fuerza con la que la puntee. Sin embargo, si hacemos una analogía entre un nanoresonador y una guitarra, en este trabajo encontramos un mecanismo que indica que si afinas otra cuerda cerca de una nota que es la primera octava de la cuerda que se toca, la tasa de descomposición se vuelve dependiente de la fuerza con la que lo arranques. Cuanto más cerca de la octava, más fuerte es esta dependencia ".

Como ha habido pocas posibilidades de influir en la fuerza de amortiguación en nanosistemas hasta ahora, esta investigación allana el camino a interesantes posibilidades para comprender mejor el origen de la disipación a nanoescala y realizar sensores controlables ultrasensibles. Para este estudio, los investigadores trabajaron con colegas de la Universidad Ben Gurion y el Instituto Kavli de Nanociencia en TU Delft.

Esta semana, Comunicaciones de la naturaleza publicó los resultados de este estudio.