Les sources mécaniques de dissipation jouent un rôle clé dans la physique moderne, avec des applications qui couvrent la nanomécanique, biomécanique, la science des matériaux, et l'informatique quantique. Dans les horloges et autres mécanismes vibrants, la perte d'énergie est généralement proportionnelle à la vitesse de l'objet vibrant. Mais dans des circonstances particulières, où une fréquence de résonance du résonateur est exactement deux fois plus élevée qu'une autre fréquence de résonance, ces pertes deviennent soudainement beaucoup plus importantes, car de l'énergie supplémentaire est perdue par le couplage entre ces modes de vibration. Avec le soutien du Conseil européen de la recherche (ERC), professeur agrégé Farbod Alijani et Ata Keşkekler Ph.D. étudiant au département d'ingénierie de précision et des microsystèmes à la TU Delft, réglé l'interaction entre les états vibrationnels d'un nanotambour de graphène de telle sorte qu'un mode vibre exactement deux fois plus vite qu'un autre. Ce faisant, ils ont également montré qu'avec ce mécanisme, il est possible de contrôler la force d'amortissement via la force de couplage entre les deux modes de vibration.

Ata Keşkekler :« Normalement, la vitesse à laquelle le son d'une corde de guitare décroît est indépendante de la force avec laquelle vous la pincez. Cependant, si on fait une analogie entre un nanorésonateur et une guitare, dans cette œuvre on retrouve un mécanisme qui indique que si vous accordez une autre corde proche d'une note qui est la première octave de la corde qui est jouée, le taux de décomposition dépend de la force avec laquelle vous le cueillez. Plus on se rapproche de l'octave, plus cette dépendance est forte."

Comme il y avait peu de possibilités d'influencer la force d'amortissement dans les nanosystèmes jusqu'à présent, cette recherche ouvre la voie à des possibilités passionnantes pour mieux comprendre l'origine de la dissipation à l'échelle nanométrique et réaliser des capteurs contrôlables ultrasensibles. Pour cette étude, les chercheurs ont travaillé avec des collègues de l'université Ben Gourion et du Kavli Institute of Nanoscience de la TU Delft.

Cette semaine, Communication nature publié les résultats de cette étude.