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Científicos de la Universidad de Lancaster y la Universidad de Oxford han creado un circuito nanoelectrónico que vibra sin ninguna fuerza externa.
Usando un pequeño cable suspendido, parecido a una cuerda de guitarra vibrante, su experimento muestra cómo un simple nanodispositivo puede generar movimiento directamente desde una corriente eléctrica. La investigación ha sido publicada en Nature Physics.
Para crear el dispositivo, los investigadores tomaron un nanotubo de carbono, que es un cable con un diámetro de aproximadamente 3 nanómetros, aproximadamente 100.000 veces más delgado que una cuerda de guitarra. Lo montaron sobre soportes metálicos en cada extremo y luego lo enfriaron a una temperatura de 0,02 grados por encima del cero absoluto. La parte central del cable podía vibrar libremente, lo que los investigadores pudieron detectar al pasar una corriente a través de él y medir un cambio en la resistencia eléctrica.
Al igual que una cuerda de guitarra vibra cuando es tocada, el cable vibra cuando es forzado a moverse por un voltaje oscilante. Esto fue exactamente como los investigadores esperaban. La sorpresa llegó cuando repitieron el experimento sin la tensión forzada. En las condiciones adecuadas, el cable oscilaba por sí solo. La cuerda de la nano guitarra estaba tocando sola.
El investigador principal, el doctor Edward Laird, de la Universidad de Lancaster, dijo en un comunicado: “Nos tomó un tiempo descubrir qué estaba causando las vibraciones, pero finalmente lo entendimos. En un dispositivo tan pequeño, es importante que una corriente eléctrica consista en electrones individuales. Los electrones saltan uno por uno en el cable, cada uno dándole un pequeño empuje. Por lo general, estos empujes son aleatorios, pero nos dimos cuenta de que cuando controlas los parámetros correctamente, se sincronizarán y generarán una oscilación “.
Entonces, ¿qué nota toca la nano guitarra? “El nanotubo es mucho más delgado que una cuerda de guitarra, por lo que oscila a una frecuencia mucho más alta, bien dentro del rango del ultrasonido para que ningún humano pueda escucharlo”.
“Sin embargo, aún podemos asignarle una nota. Su frecuencia es de 231 millones de hercios, lo que significa que es una cuerda A, con 21 octavas por encima de la afinación estándar”.
El nanooscilador podría usarse para amplificar pequeñas fuerzas, como en nuevo microscopios, o para medir la viscosidad de fluidos cuánticos exóticos. Estos experimentos se llevarán a cabo en un nuevo laboratorio que Laird está estableciendo en el Departamento de Física de Lancaster, con el apoyo de una subvención de 2,7 millones de euros de la Unión Europea.
