Un nou estudi demostra lʼacoblament de pèndols a la nanoescala
Un nou estudi demostra lʼacoblament de pèndols a la nanoescala El 1665, Lord Christiaan Huygens va descobrir que dos rellotges de pèndol, penjats de la mateixa estructura de fusta, oscil·laven de manera espontània, en perfecta consonància però en direccions oposades; és a dir, els rellotges estaven sincronitzats en antifase. Des dʼaleshores, la sincronització dʼoscil·ladors acoblats a la natura sʼha descrit en diferents escales: des de les cèl·lules del cor fins als bacteris, les xarxes neurals o, fins i tot, els sistemes binaris dʼestrelles se sincronitzen de manera espontània.
Un nou estudi demostra lʼacoblament de pèndols a la nanoescala El 1665, Lord Christiaan Huygens va descobrir que dos rellotges de pèndol, penjats de la mateixa estructura de fusta, oscil·laven de manera espontània, en perfecta consonància però en direccions oposades; és a dir, els rellotges estaven sincronitzats en antifase. Des dʼaleshores, la sincronització dʼoscil·ladors acoblats a la natura sʼha descrit en diferents escales: des de les cèl·lules del cor fins als bacteris, les xarxes neurals o, fins i tot, els sistemes binaris dʼestrelles se sincronitzen de manera espontània.
Els oscil·ladors mecànics són paradigmàtics dʼaquest tipus de sistemes. A la nanoescala també es treballa amb oscil·ladors, però en aquest cas el repte és aconseguir sincronitzar-los. En aquesta línia, un article publicat a Physical Review Letters per un equip dʼinvestigadors de lʼInstitut de Nanociència i Nanotecnologia de la UB (IN2UB), juntament amb investigadors de lʼICN2, ha mostrat una versió dels oscil·ladors mecànics a la nanoescala. Mitjançant una sèrie dʼexperiments, els experts han aconseguit sincronitzar dos oscil·ladors optomecànics de cristalls acoblats mecànicament, situats a la mateixa plataforma de silici i excitats mitjançant impulsos òptics independents. Aquests oscil·ladors nanomètrics tenen una mida de 15 micròmeres per 500 nanòmetres.
Mentre que un pèndol mecànic rep impulsos del rellotge per mantenir el balanceig, els pèndols optomecànics sʼautomantenen gràcies a la pressió de la radiació, però la interacció dels oscil·ladors és equivalent en els dos experiments. El treball també mostra que la dinàmica col·lectiva es pot controlar actuant externament sobre un sol oscil·lador.
Els resultats mostren una bona base per a la creació de xarxes reconfigurables dʼoscil·ladors optomecànics gràcies a aquestes dinàmiques col·lectives que estan dominades per un acoblament mecànic feble. «Això podria tenir aplicacions en computació fotònica, per exemple, per a tasques de reconeixement de patrons o per a un processament cognitiu més complex», apunta Daniel Navarro-Urrios, de lʼIN2UB, que ha liderat la recerca.
Referència de lʼarticle:
M. F. Colombano, G. Arregui, N. E. Capuj, A. Pitanti, J. Maire, A. Griol, B. Garrido, A. Martínez, C. M. Sotomayor-Torres, i D. Navarro-Urrios. «Synchronization of optomechanical nanobeams by mechanical interaction». Physical Review Letters, 1 de juliol de 2019. DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.017402