La cuerda de nanoguitarra que toca sola

Científicos de las universidades de Lancaster y de Oxford han creado un circuito nanoelectrónico que vibra sin una fuerza externa.

Usando un cable suspendido, parecido a una cuerda de guitarra vibrando, su experimento muestra cómo un sencillo nanodispositivo puede generar movimiento directamente a partir de una corriente eléctrica. El artículo se ha publicado en la revista Nature Physics.

Para crear el aparato, los investigadores tomaron un nanotubo de carbono, que es un cable con un diámetro de unos 3 nanómetros, aproximadamente 100.000 veces más delgado que una cuerda de guitarra. Lo montaron sobre soportes metálicos en cada extremo, y después lo enfriaron hasta una temperatura de 0,02 grados por encima del cero absoluto. La parte central del cable podía vibrar libremente, lo cual los investigadores podían detectar pasando una corriente a través de él y midiendo cambios en la resistencia eléctrica.

De la misma manera que una cuerda de guitarra vibra cuando se la pulsa, el cable vibra cuando un voltaje oscilante fuerza su movimiento. Esto es exactamente lo que esperaban los investigadores.

La sorpresa vino cuando repitieron el experimento sin el voltaje que forzaba el movimiento. Bajo las condiciones adecuadas, el cable osciló por sí mismo. La cuerda de nanoguitarra tocaba sola.

(Foto: Lancaster University)

El investigador principal, el Dr. Edward Laird, de la universidad de Lancaster, dijo: “Nos llevó algún tiempo averiguar qué estaba causando las vibraciones, pero al final lo comprendimos. En un dispositivo tan pequeño es importante que la corriente eléctrica consista en electrones individuales. Los electrones saltan de uno en uno hacia el cable, proporcionándole cada uno un pequeño impulso. Normalmente estos empujones son aleatorios, pero comprobamos que cuando controlas los parámetros de manera correcta, se sincronizan y generar una oscilación”.

Pero ¿qué nota tocaba la nanoguitarra? El nanotubo es mucho más delgado que una cuerda de guitarra, así que oscila a mucha mayor frecuencia, en el rango de los ultrasonidos, que los humanos no podemos oír. Si tuviéramos que asignarle una nota, su frecuencia sería 231 millones de hercios, es decir, una cuerda de La, pero 21 octavas por encima de la entonación habitual.

El oscilador podría utilizarse para amplificar fuerzas diminutas, como en futuros microscopios, o para medir la viscosidad de fluidos cuánticos exóticos.

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