29. März 2024 (Nanowerk-Neuigkeiten) In ihrer neuesten Studie stellt ein Team unter der Leitung von Tracy Northup am Department of Experimental Physics die erfolgreiche Entwicklung eines schwebenden nanomechanischen Oszillators mit einem ultrahohen Qualitätsfaktor vor, der frühere experimentelle Erfolge deutlich übertrifft. Die Studie wurde veröffentlicht in Physical Review Letters („Ultrahoher Qualitätsfaktor eines schwebenden nanomechanischen Oszillators“).
Das Team erreichte diesen neuen Meilenstein in einer Umgebung mit extrem niedrigem Druck, einem entscheidenden Faktor für die Reduzierung von Wechselwirkungen mit der Umgebungsluft. (Bild: Universität Innsbruck) Dem Team um Tracy Northup ist es gelungen, ein Siliciumdioxid-Nanopartikel in einer linearen Paul-Falle unter Ultrahochvakuumbedingungen schweben zu lassen. Was diese Leistung besonders bemerkenswert macht, ist die außergewöhnlich niedrige Verlustrate mit einem Qualitätsfaktor von über 10 Milliarden. Dies ist eine mehr als hundertfache Verbesserung im Vergleich zu früheren Versuchen und markiert einen Meilenstein in der Erforschung nanomechanischer Systeme. Das Team erreichte dies in einer Umgebung mit extrem niedrigem Druck, einem entscheidenden Faktor für die Reduzierung von Wechselwirkungen mit der Umgebungsluft, die andernfalls die Bewegung des Oszillators dämpfen würden. Der Ultra-High-Quality-Faktor – ein Maß dafür, wie wenig Energie an die Umgebung verloren geht – wurde anhand der Dämpfungsrate und der Frequenz der Schwingungen des Nanopartikels berechnet. Die beispiellose Stabilität und der niedrige Rauschpegel des Oszillators machen ihn zu einer idealen Plattform für die Entwicklung hochempfindlicher Detektoren und für die Durchführung grundlegender Tests in der Quantenphysik. Es eröffnet spannende Möglichkeiten zur Erforschung von Quantenphänomenen in makroskopischen Systemen, was auf diesem Gebiet seit langem eine Herausforderung darstellt.
Das Team erreichte diesen neuen Meilenstein in einer Umgebung mit extrem niedrigem Druck, einem entscheidenden Faktor für die Reduzierung von Wechselwirkungen mit der Umgebungsluft. (Bild: Universität Innsbruck) Dem Team um Tracy Northup ist es gelungen, ein Siliciumdioxid-Nanopartikel in einer linearen Paul-Falle unter Ultrahochvakuumbedingungen schweben zu lassen. Was diese Leistung besonders bemerkenswert macht, ist die außergewöhnlich niedrige Verlustrate mit einem Qualitätsfaktor von über 10 Milliarden. Dies ist eine mehr als hundertfache Verbesserung im Vergleich zu früheren Versuchen und markiert einen Meilenstein in der Erforschung nanomechanischer Systeme. Das Team erreichte dies in einer Umgebung mit extrem niedrigem Druck, einem entscheidenden Faktor für die Reduzierung von Wechselwirkungen mit der Umgebungsluft, die andernfalls die Bewegung des Oszillators dämpfen würden. Der Ultra-High-Quality-Faktor – ein Maß dafür, wie wenig Energie an die Umgebung verloren geht – wurde anhand der Dämpfungsrate und der Frequenz der Schwingungen des Nanopartikels berechnet. Die beispiellose Stabilität und der niedrige Rauschpegel des Oszillators machen ihn zu einer idealen Plattform für die Entwicklung hochempfindlicher Detektoren und für die Durchführung grundlegender Tests in der Quantenphysik. Es eröffnet spannende Möglichkeiten zur Erforschung von Quantenphänomenen in makroskopischen Systemen, was auf diesem Gebiet seit langem eine Herausforderung darstellt.
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- Quelle: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64948.php
