Le fonti meccaniche di dissipazione giocano un ruolo chiave nella fisica moderna, con applicazioni che abbracciano la nanomeccanica, biomeccanica, scienza dei materiali, e informatica quantistica. Negli orologi e in altri meccanismi vibranti, la perdita di energia è solitamente proporzionale alla velocità dell'oggetto vibrante. Ma in circostanze particolari, dove una frequenza di risonanza del risonatore è esattamente il doppio di un'altra frequenza di risonanza, queste perdite diventano improvvisamente molto maggiori, poiché l'energia aggiuntiva viene persa attraverso l'accoppiamento tra questi modi di vibrazione. Con il sostegno del Consiglio europeo della ricerca (CER), professore associato Farbod Alijani e Ata Keşkekler Ph.D. studente nel dipartimento di precisione e ingegneria dei microsistemi presso TU Delft, sintonizzato l'interazione tra gli stati vibrazionali di un nanotamburo di grafene in modo tale che una modalità vibri esattamente due volte più velocemente di un'altra. Così facendo, hanno anche dimostrato che con questo meccanismo è possibile controllare la forza di smorzamento tramite la forza di accoppiamento tra i due modi di vibrazione.

Ata Keşkekler:"Normalmente, la velocità con cui il suono di una corda di chitarra decade è indipendente dalla forza con cui la pizzichi. Però, se facciamo un'analogia tra un nanorisonatore e una chitarra, in questo lavoro troviamo un meccanismo che indica che se si accorda un'altra corda vicino a una nota che è la prima ottava della corda che si suona, il tasso di decadimento dipende dalla forza con cui lo pizzichi. Più vicino all'ottava, più forte è questa dipendenza".

Poiché finora ci sono state poche possibilità di influenzare la forza di smorzamento nei nanosistemi, questa ricerca apre la strada a possibilità entusiasmanti per comprendere meglio l'origine della dissipazione su scala nanometrica e realizzare sensori controllabili ultrasensibili. Per questo studio, i ricercatori hanno lavorato con i colleghi della Ben Gurion University e del Kavli Institute of Nanoscience della TU Delft.

Questa settimana, Comunicazioni della natura pubblicato i risultati di questo studio.