Nano-oscillator rammer rekordkvalitetsfaktor

I deres seneste undersøgelse afslører et hold ledet af Tracy Northup ved Institut for Eksperimentel Fysik den vellykkede skabelse af en leviteret nanomekanisk oscillator med en ultrahøj kvalitetsfaktor, der væsentligt overgår tidligere eksperimentelle resultater. Undersøgelsen er blevet offentliggjort i Physical Review Letters .

Holdet formåede at svæve en silica-nanopartikel i en lineær Paul-fælde under ultrahøjvakuumforhold. Det, der gør denne præstation særligt bemærkelsesværdig, er den usædvanligt lave spredningsrate, der er registreret, med en kvalitetsfaktor på over 10 mia. Dette er mere end en hundrede gange forbedring sammenlignet med tidligere forsøg, hvilket markerer en milepæl i udforskningen af ​​nanomekaniske systemer.

Holdet opnåede dette i et miljø med ekstremt lavt tryk, en kritisk faktor for at reducere interaktioner med den omgivende luft, som ellers ville dæmpe oscillatorens bevægelse.

Den ultrahøje kvalitetsfaktor – et mål for hvor lidt energi der går tabt til omgivelserne – blev beregnet ud fra dæmpningshastigheden og frekvensen af ​​nanopartiklernes svingninger.

Oscillatorens hidtil usete stabilitet og lave støjniveauer gør den til en ideel platform til udvikling af ultrafølsomme detektorer og til udførelse af fundamentale test inden for kvantefysik. Det åbner op for spændende muligheder for at udforske kvantefænomener i makroskopiske systemer, hvilket har været en langvarig udfordring på området.

Flere oplysninger: Lorenzo Dania et al., Ultrahigh Quality Factor of a Levitated Nanomechanical Oscillator, Physical Review Letters (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.133602. På arXiv :DOI:10.48550/arxiv.2304.02408

Journaloplysninger: Physical Review Letters , arXiv

Leveret af University of Innsbruck