(Phys.org)—Synkroniseringsfenomen finns överallt i den fysiska världen—från dygnsrytm till sida-vid-sida pendelklockor kopplade mekaniskt genom vibrationer i väggen. Forskare har nu visat synkronisering i nanoskala, använder bara ljus, inte mekanik.

Två små mekaniska oscillatorer, hängde bara nanometer från varandra, kan prata med varandra och synkronisera med hjälp av något annat än ljus, enligt ny forskning publicerad 5 december Fysiska granskningsbrev .

Arbetet är ett samarbete mellan Michal Lipsons forskargrupper, docent i el- och datateknik, och Paul McEuen, Goldwin Smith professor i fysik, båda medlemmar av Kavli-institutet vid Cornell for Nanoscale Science. Studien finns på tidskriftens omslag och som ett "redaktörsförslag, "och tidningens första författare är Mian Zhang, en doktorand inom området tillämpad och teknisk fysik.

Lipsons grupp hade tidigare fastställt att de optiska egenskaperna hos en kiselnitridstruktur i nanoskala kan manipuleras med ljus. Zhang och kollegor tog denna upptäckt ett steg längre genom att visa att två distinkta mikromekaniska oscillatorer placerade i ett vakuum, var och en är en hårsbredd i diameter och med ett avstånd på 400 nanometer från varandra, kan synkroniseras i både fas och frekvens genom koppling som förmedlas enbart av ett optiskt strålningsfält.

Forskarna demonstrerade att slå på och av denna koppling samt ställa in deras frekvenser, tack vare etablerade mikrofotoniktekniker som styr det optiska strålningsfältet, sa Zhang.

Robustheten hos detta fenomen kan innebära en mängd nya fotoniska funktioner i nanoskala, säger forskarna. Till exempel, de skulle kunna användas i avstämda oscillatornätverk för avkänning, signalbehandling och integrerade kretsar i nanoskala.

Arbetet finansierades delvis av Center for Nanoscale Systems, en integrerad forskarutbildning, forskning och praktik, och Cornell NanoScale Science and Technology Facility, som alla stöds av National Science Foundation.