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会自动弹奏的纳米吉他弦

Scientists at Lancaster University and the University of Oxford have created a nano-electronic circuit which vibrates without any external force.

兰卡斯特大学和牛津大学的科学家创造了一种纳米电子电路,无需任何外力即可振动。

他们的实验使用一根类似于振动吉他弦的微小悬线,展示了简单的纳米设备如何直接通过电流产生运动。

为了制造该设备,研究人员采用了碳纳米管,它是一种直径约为 3 纳米的线,大约比吉他弦细 100,000 倍。他们将其安装在两端的金属支架上,然后将其冷却至绝对零以上 0.02 度的温度。电线的中心部分可以自由振动,研究人员可以通过电流通过它并测量电阻的变化来检测振动。

正如吉他弦被拨动时会振动一样,导线在振荡电压的作用下也会振动。这正如研究人员所预期的那样。

当他们在没有外加电压的情况下重复实验时,令人惊讶的是。在适当的条件下,电线会自行振荡。

兰卡斯特大学的首席研究员爱德华·莱尔德博士说:“我们花了一段时间才弄清楚导致振动的原因,但我们最终明白了。在如此微小的设备中,电流由单个电子组成,这一点很重要。电子一个接一个地跳到电线上,每次都给它一个小小的推动力。通常这些推动力是随机的,但我们意识到,当你恰到好处地控制参数时,它们会同步并产生振荡。”

那么纳米吉他弹奏什么音符呢?

“纳米管比吉他弦细得多,因此它的振荡频率要高得多——远达到超声波范围,所以没有人能够听到它。

“但是,我们仍然可以给它分配一个音符。它的频率为 2.31 亿赫兹,这意味着它是 A 弦,音高比标准调音高 21 个八度。”

纳米振荡器可用于放大微小的力,例如在新型显微镜中,或用于测量奇异量子流体的粘度。这些实验将在 Laird 博士在兰卡斯特物理系建立的新实验室中进行,该实验室得到了欧盟 270 万欧元的资助。

Credit: https://www.lancaster.ac.uk/news/the-nano-guitar-string-that-plays-itself

Written by: Phawin Phanudom

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