I sin senaste studie avslöjar ett team under ledning av Tracy Northup vid Institutionen för experimentell fysik det framgångsrika skapandet av en leviterad nanomekanisk oscillator med en ultrahög kvalitetsfaktor, som avsevärt överträffar tidigare experimentella prestationer. Studien har publicerats i Physical Review Letters .
Teamet lyckades sväva en kiseldioxidnanopartikel i en linjär Paul-fälla under ultrahöga vakuumförhållanden. Det som gör denna prestation särskilt anmärkningsvärd är den exceptionellt låga spridningshastigheten som registrerats, med en kvalitetsfaktor på över 10 miljarder. Detta är mer än hundra gånger förbättring jämfört med tidigare försök, vilket markerar en milstolpe i utforskningen av nanomekaniska system.
Teamet uppnådde detta i en miljö med extremt lågt tryck, en kritisk faktor för att minska interaktioner med den omgivande luften, som annars skulle dämpa oscillatorns rörelse.
Den ultrahöga kvalitetsfaktorn – ett mått på hur lite energi som går förlorad till omgivningen – beräknades utifrån dämpningshastigheten och frekvensen av nanopartikelns svängningar.
Oscillatorns oöverträffade stabilitet och låga brusnivåer gör den till en idealisk plattform för utveckling av ultrakänsliga detektorer och för att genomföra grundläggande tester inom kvantfysik. Det öppnar upp spännande möjligheter för att utforska kvantfenomen i makroskopiska system, vilket har varit en långvarig utmaning på området.
Mer information: 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
Journalinformation: Fysiska granskningsbrev , arXiv
Tillhandahålls av University of Innsbruck
