Dans leur dernière étude, une équipe dirigée par Tracy Northup du Département de physique expérimentale dévoile la création réussie d’un oscillateur nanomécanique en lévitation avec un facteur de qualité ultra-élevé, surpassant considérablement les réalisations expérimentales précédentes. L’étude a été publiée dans Lettres d’examen physique.
L’équipe a réussi à faire léviter une nanoparticule de silice dans un piège Paul linéaire dans des conditions d’ultravide. Ce qui rend cette réalisation particulièrement remarquable est le taux de dissipation exceptionnellement faible enregistré, avec un facteur de qualité supérieur à 10 milliards. Il s’agit d’une amélioration centuplée par rapport aux tentatives précédentes, marquant une étape importante dans l’exploration des systèmes nanomécaniques.
L’équipe y est parvenue dans un environnement à pression extrêmement basse, un facteur essentiel pour réduire les interactions avec l’air ambiant, qui autrement amortiraient le mouvement de l’oscillateur.
Le facteur de qualité ultra-élevé, une mesure du peu d’énergie perdue dans l’environnement, a été calculé sur la base du taux d’amortissement et de la fréquence des oscillations de la nanoparticule.
La stabilité sans précédent et les faibles niveaux de bruit de l’oscillateur en font une plate-forme idéale pour le développement de détecteurs ultrasensibles et pour la réalisation de tests fondamentaux en physique quantique. Cela ouvre des possibilités passionnantes pour l’exploration des phénomènes quantiques dans les systèmes macroscopiques, ce qui constitue un défi de longue date dans ce domaine.
Plus d’information:
Lorenzo Dania et al, Facteur de qualité ultra-haute d’un oscillateur nanomécanique en lévitation, Lettres d’examen physique (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.133602. Sur arXiv: DOI : 10.48550/arxiv.2304.02408