Aconsegueixen acoblar pèndols en la nanoescala

El 1665, lord Christiaan Huygens va descobrir que dos rellotges de pèndol penjats de la mateixa estructura de fusta oscil·laven de forma espontània, en perfecta consonància, però en direccions oposades, és a dir, els rellotges estaven sincronitzats en antifase. Des d’aleshores, la sincronització d'oscil·ladors acoblats a la natura s'ha descrit en diferents escales: des de les cèl·lules del cor als bacteris, les xarxes neurals o, fins i tot, els sistemes binaris d'estrelles es sincronitzen de manera espontània.

Els oscil·ladors mecànics són paradigmàtics d'aquest tipus de sistemes. A la nanoescala, encara que ja es treballa amb oscil·ladors, el repte és aconseguir sincronitzar-los. En aquesta línia, un article publicat a Physical Review Letters per un equip d'investigadors de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2), del Departament de Física de la UAB i de l'Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la Universitat de Barcelona (IN2UB) ha mostrat una versió dels oscil·ladors mecànics en la nanoescala.

Mitjançant una sèrie d'experiments, els investigadors van aconseguir sincronitzar dos oscil·ladors optomecànics de vidres acoblats mecànicament, situats a la mateixa plataforma de silici i excitats mitjançant impulsos òptics independents. Aquests oscil·ladors nanomètrics tenen una mida de 15 micròmetres per 500 nanòmetres.

Mentre que un pèndol mecànic rep impulsos del rellotge per mantenir el balanceig, els pèndols optomecànics s'automantenen gràcies a la pressió de la radiació, però la interacció dels oscil·ladors és equivalent en tots dos experiments. El treball també mostra que la dinàmica col·lectiva es pot controlar actuant externament sobre un sol oscil·lador.

Article de referència:

Colombano, M. F., Arregui, G., Capuj, N. E., Pitanti, A., Maire, J., Griol, A., Garrido, B., Martinez, A., Sotomayor-Torres, C. M., Navarro-Urrios, D. Synchronization of Optomechanical Cavities by Mechanical Interaction. Physical Review Letters, 123, 017402 (2019)
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.017402