洛桑联邦理工学院
多边形谐振器的扫描电子显微照片
插图显示了周边模式的形状
信用:穆罕默德J
贝雷希(EPFL) 纳米机械谐振器的振动模式类似于吉他弦的不同音符，并且具有类似的特性，例如频率(音高)和寿命
寿命由品质因数表征，品质因数是谐振器振荡直到其能量减少70%的次数
品质因数对于机械谐振器的现代应用是至关重要的，因为它决定了热噪声的水平，而热噪声是检测弱力和观察量子效应的限制
现在，EPFL的科学家们在托比亚斯·J
Kippenberg证明了悬挂在其顶点的正多边形以极高的品质因数支持沿周长的振动模式
这是正多边形的几何对称性与张力下结构的弹性相结合的结果
与以前的技术相比，这种损耗工程方法有一个重要的优势:在尺寸小得多的器件中实现高品质因数
“新的周界模式不仅打破了最高品质因数的记录，而且比具有类似性能的设备紧凑近20倍，”该研究的高级作者Nils Engelsen说
“紧凑带来了真正的实际好处
在我们的实验室里，我们试图用光在量子水平上测量和控制机械振动，这需要机械谐振器悬挂在离导光结构不到一微米的地方
对于紧凑型设备来说，这一壮举要简单得多
" 多边形谐振器的简单设计允许作者更进一步，制造一系列连接的多边形谐振器
这一系列耦合振荡器的行为与单个谐振器的行为截然不同
作者研究了这个链的特殊动力学，这是由谐振器的连接方式引起的
精密力感测是纳米机械谐振器的一个重要应用
通过使用光学干涉仪测量多边形谐振器的位置波动，作者证明了这些谐振器可以测量低至1阿吨的力波动
这种灵敏度接近最先进的原子力显微镜
Mohammad Bereyhi领导了这项发表在《物理评论》( Physical Review X)上的研究，他说:“我们希望这些多边形所表现出的力的敏感性，以及它们的紧凑性和简单性，能够激发它们在实际的力显微镜中的应用。”
“到目前为止，机械品质因数的提高是以增加尺寸和增加设计复杂性为代价的，这使得最先进的设备非常难以制造
对于周界模式，情况就不同了
我相信这种新设计的简单性极大地扩展了它寻找新的有前途的应用的潜力
"
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