Una cuerda que es capaz de sonar sin ninguna fuerza externa. Este es el hallazgo de científicos de la Universidad de Lancaster y la Universidad de Oxford, quienes casi por casualidad han inventado un circuito nanoelectrónico que vibra sin ninguna fuerza externa. Se trata de una estructura compuesta por un pequeño cable suspendido, parecido a una cuerda de guitarra vibrante. Con este simple nanodispositivo se general movimiento directamente a partir de una corriente eléctrica. La investigación ha sido publicada en « Nature Physics».
Para crear el dispositivo, los físicos tomaron un nanotubo de carbono, que es un cable con un diámetro de aproximadamente 3 nanómetros –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. Entonces observaron que 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 se acciona, el cable se agita cuando es forzado a moverse por un voltaje que oscila. Esta era una reacción esperada por los físicos. Pero después observaron que cuando repetían el experimento sin la tensión forzada, en determinadas condiciones, el cable oscilaba por sí solo, lo que sí fue toda una sorpresa. La cuerda de la nano guitarra se estaba tocando sola.
¿Por qué toca sola?
«Nos llevó un tiempo descubrir qué estaba causando las vibraciones, pero finalmente pudimos entenderlo», explica Edward Laird, autor principal del estudio y perteneciente a la Universidad de Lancaster. «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», afirma en un comunicado emitido por la universidad.
Los físicos han conseguido incluso saber qué nota toca la peculiar «guitarra»: «El nanotubo es mucho más delgado que una cuerda de guitarra, por lo que oscila a una frecuencia mucho más alta, dentro del rango del ultrasonido, por lo que ningún humano puede 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».
A pesar de todo, esto no es el principio de «nano-orquestas» que toquen solas. El hallazgo podría utilizarse para amplificar pequeñas fuerzas, por ejemplo, en 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 la Unión Europea.
Fuente ABC