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科学家造出超级“吉他弦”:拨一次振荡100亿次,可以响一年

前瞻网 2022-03-02 09:52

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收紧琴弦,例如在给吉他调音时,会使它的振动速度加快。但是当琴弦是纳米级粗细的时候,增加张力也会减少或“稀释”琴弦振动带来的损失。

这种效应被称为“耗散稀释”(Dissipation Dilution),已被用于开发量子技术的机械装置。厚度仅为几十个原子的工程化、有张力的纳米弦在被拨动一次后会振荡超过100亿次。放到吉他上,相当于一个和弦在被拨动后可以响一年左右。

研究人员对晶体振荡器做了一个简单的观察。晶体振荡器在电子设备中普遍使用,并且在低温下拥有极小的机械能量损失。研究人员证明,如果一种具有纳米级厚度的晶体材料被高张力拉伸并保持其原子秩序,那么它将是制造具有长效声学振动的弦的良好候选者。

论文作者说:“我们选择了拉伸硅薄膜,因为它是电子行业的一项成熟技术,它可以被用来提高晶体管的性能。”

科学家表示,这些纳米弦可以被用作精确的力传感器,能够感受到各种相互作用的影响,例如,受到光束的微弱辐射压力的影响,受到与暗物质粒子的弱相互作用的影响,受到亚原子粒子产生的磁场的影响等。

该研究论文题为'Strained crystalline nanomechanical resonators with quality factors above 10 billion',已发表在《自然·物理》期刊上。

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责任编辑: 4161HSS

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