Nano-watch memiliki tangan yang stabil

Anonim

Sebuah tim internasional dari Universitas Wina, Duisburg-Essen dan Tel Aviv telah menciptakan tangan nanomechanical untuk menunjukkan waktu jam elektronik, dengan memutar silinder kecil menggunakan cahaya. Nanorod silikon, yang panjangnya kurang dari seperseribu milimeter, dapat terperangkap dalam udara tipis menggunakan sinar laser terfokus, dan berputar mengikuti detak jam, kehilangan hanya sepersejuta detik selama empat hari. Karya ini akan dipublikasikan di Nature Communications.

Jam yang sangat teratur sangat penting dalam kehidupan kita sehari-hari. Mereka memungkinkan kita untuk menavigasi, dari kronometer laut yang digunakan untuk menentukan garis bujur, ke GPS. Jam stabil daya internet, menentukan kecepatan dengan informasi yang dapat dikirim dan diterima.

Jika arloji Anda sangat tepat, mudah untuk mendeteksi bahkan perubahan kecil pada keteraturannya. Dengan mengukur gerakan objek fisik yang menyimpan waktu, seperti pendulum jam kakek, dan membandingkannya dengan referensi elektronik, maka kita dapat mendeteksi gangguan, seperti getaran kasus.

Dalam penelitian yang dipublikasikan di Nature Communications, Stefan Kuhn di University of Vienna dan col-league telah menciptakan tangan material yang sangat stabil untuk jam elektronik, yang disadari oleh rotasi silinder silikon berukuran mikrometer, yang diangkat oleh cahaya. Tim menggunakan jam untuk menendang rotor kecil dengan pulsa cahaya terpolarisasi, menyebabkannya berputar satu juta kali per detik. "Sungguh menakjubkan bahwa kita dapat mengambil sinyal elektronik, dan menggunakannya untuk secara sempurna mendorong gerakan objek fisik, tanpa kehilangan stabilitas. Jam kami hanya kehilangan sepersejuta detik selama empat hari, " kata rekan penulis James Millen. Perangkat mekanis kecil lainnya terbatas dalam ketepatan melalui kontak dengan lingkungan mereka, tetapi ketika diangkat, rotor-nano tetap sangat stabil untuk waktu yang sangat lama.

Mempersiapkan perangkat nanomechanical seperti bergantung pada seni membuat pilar silikon murni pada chip, seperti yang dilakukan dalam kelompok Fernando Patolsky di Tel Aviv University. Tim Wina menggunakan "palu laser" untuk melumpuhkan batang individu dan menjebaknya dengan pinset yang terbuat dari cahaya.

Menggambarkan dinamika yang terjadi adalah tantangan teoritis yang telah dipecahkan oleh fisikawan teoritis Benjamin Stickler dan Klaus Hornberger di Universitas Duisburg-Essen. Gerakan nano-rod yang berputar itu kacau, perilaku juga ditemukan dalam pola cuaca dan lalu lintas jalan. Ini mungkin tidak terdengar menjanjikan untuk aplikasi teknologi, tetapi mungkin untuk menemukan pulau-pulau yang tenang dalam kekacauan, di mana detak nano-tangan jam menjadi ultra-stabil.

Tanda-tanda materi, bukan elektronik, jam sangat sensitif terhadap lingkungannya. Tangan jam tangan yang sangat akurat dan kecil ini dapat digunakan untuk mengukur properti dunia secara tepat pada skala nano, misalnya variasi tekanan pada jarak sub milimeter. Silinder levitasi dapat dipindahkan melalui aliran gas untuk mengukur turbulensi, atau melalui seberkas atom atau cahaya untuk membedakan sifat-sifatnya. Mungkin suatu hari bahkan mungkin untuk menggunakan metode ini untuk menguji batas-batas fisika kuantum: "Pada tingkat rotasi tinggi, ini adalah sensor lingkungan dengan presisi yang menakjubkan. Pada frekuensi rendah itu dapat membuka berbagai eksperimen baru pada mekanika kuantum rotasi, "kata Markus Arndt.

menu
menu