Mekaniska spridningskällor spelar en nyckelroll i modern fysik, med applikationer som spänner över nanomekanik, biomekanik, materialvetenskap, och kvantberäkning. I klockor och andra vibrerande mekanismer, energiförlusten är vanligtvis proportionell mot det vibrerande föremålets hastighet. Men under speciella omständigheter, där en resonansfrekvens hos resonatorn är exakt dubbelt så hög som en annan resonansfrekvens, dessa förluster blir plötsligt mycket större, eftersom ytterligare energi går förlorad genom kopplingen mellan dessa vibrationssätt. Med stöd från Europeiska forskningsrådet (ERC), docent Farbod Alijani och Ata Keşkekler Ph.D. student vid avdelningen för precisions- och mikrosystemteknik vid TU Delft, trimmade interaktionen mellan vibrationstillstånden i en grafennanodrum på ett sådant sätt att ett läge vibrerar exakt dubbelt så snabbt som ett annat. Genom att göra så, de visade också att med denna mekanism är det möjligt att styra dämpningskraften via kopplingsstyrkan mellan de två vibrationslägena.

Ata Keşkekler:"Normalt, hastigheten med vilken ljudet av en gitarrsträng avtar är oberoende av hur hårt du plockar den. Dock, om vi gör en analogi mellan en nanoresonator och en gitarr, i det här verket hittar vi en mekanism som indikerar att om du stämmer en annan sträng nära en ton som är den första oktav på strängen som spelas, sönderfallshastigheten blir beroende av hur hårt du plockar den. Ju närmare oktaven, desto starkare är detta beroende."

Eftersom det har funnits få möjligheter att påverka dämpningskraften i nanosystem fram till nu, denna forskning banar väg för spännande möjligheter att bättre förstå ursprunget till försvinnande på nanoskala och realisera ultrakänsliga kontrollerbara sensorer. För denna studie, forskarna arbetade med kollegor från Ben Gurion University och Kavli Institute of Nanoscience vid TU Delft.

Denna vecka, Naturkommunikation publicerade resultaten av denna studie.