В вибрирующей системе энергетическое разложение определено количественно фактором качества. Если фактор качества резонатора будет высок, механическая энергия рассеет под очень низкий процент, и поэтому резонатор будет чрезвычайно точен при измерении или ощущении объектов, таким образом позволяющих эти системы стать очень чувствительными датчиками массы и силы, а также захватывающими квантовыми системами.
Возьмите, например, струну гитары и заставьте ее вибрировать. Вибрация, созданная в последовательности, резонирует в корпусе гитары. Поскольку колебания тела сильно соединены с окружающим воздухом, энергия вибрации последовательности рассеет более эффективно в ванну окружающей среды, увеличивая объем звука. Распад известен быть линейным, поскольку он не зависит от колебательной амплитуды.
Теперь, возьмите струну гитары и сократите ее вниз к размерам миллимикрона, чтобы получить наномеханический резонатор. В этих нано системах энергетическое разложение, как наблюдали, зависело от амплитуды вибрации, описанной как нелинейное явление, и до сих пор никакая предложенная теория, как не доказывали, правильно описала этот процесс разложения.
В недавнем исследовании, опубликованном по своей природе Нанотехнологии, исследователи ICFO Йоханнес Гуттингер, Адриен Нури, Питер Вебер, Камиль Лагуан, Джоэл Моузер, во главе с Профессором в ICFO Эдриане Bachtold, в сотрудничестве с исследователями из Технического университета Чалмерса и Швейцарской высшей технической школы Цюриха, нашел объяснение нелинейного процесса разложения, используя наномеханический резонатор на основе многослойного графена.В их работе команда исследователей использовала графен, основывал наномеханический резонатор, которому хорошо удовлетворяют для наблюдения нелинейных эффектов в энергетических процессах распада, и измерил его с впадиной микроволновой печи сверхпроводимости. Такая система способна к обнаружению механических колебаний за очень короткий период времени, а также быть достаточно чувствительным, чтобы обнаружить минимальные смещения и в очень широком диапазоне колебательных амплитуд.
Команда взяла систему, вызвала ее использование из равновесия движущей силы, и впоследствии выключила силу, чтобы измерить колебательную амплитуду, поскольку энергия системы распалась. Они выполнили более чем 1 000 измерений для каждого энергетического следа распада и смогли заметить, что, поскольку энергия вибрационного способа распадается, уровень распада достигает точки, где это изменяется резко на нижнее значение. Больший энергетический распад при высоких колебаниях амплитуды может быть объяснен моделью, где измеренный способ вибрации «скрещивается» с другим способом системы, и они распадаются в унисон. Это эквивалентно сцеплению струны гитары к телу, хотя сцепление нелинейно в случае графенового резонатора нано.
Когда колебательная амплитуда уменьшается, уровень внезапно изменяется, и способы становятся расцепленными, приводя к сравнительно низким показателям распада, таким образом к очень гигантским факторам качества, превышающим 1 миллион. Это резкое изменение в распаде никогда не предсказывалось или измерялось до сих пор.
Поэтому результаты, достигнутые в этом исследовании, показали, что нелинейные эффекты в графене, наномеханические резонаторы показывают эффект гибридизации в высоких энергиях, которые, если управляется, могли бы открыть новые возможности управлять вибрационными государствами, гибридными государствами инженера с механическими способами на совершенно других частотах, и изучить коллективное движение очень настраиваемых систем.