(Phys.org) - Synchronisatieverschijnselen zijn overal in de fysieke wereld - van circadiaanse ritmes tot naast elkaar staande slingerklokken die mechanisch zijn gekoppeld door trillingen in de muur. Onderzoekers hebben nu synchronisatie op nanoschaal aangetoond, alleen licht gebruiken, niet mechanica.

Twee kleine mechanische oscillatoren, slechts nanometers uit elkaar opgehangen, kunnen met elkaar praten en synchroniseren door middel van niets anders dan licht, volgens nieuw onderzoek gepubliceerd op 5 december Fysieke beoordelingsbrieven .

Het werk is een samenwerking tussen de onderzoeksgroepen van Michal Lipson, universitair hoofddocent elektrotechniek en computertechniek, en Paul McEuen, de Goldwin Smith hoogleraar natuurkunde, beide leden van het Kavli Institute in Cornell voor Nanoscale Science. Het onderzoek staat op de omslag van het tijdschrift en als suggestie van de redactie, " en de eerste auteur van de krant is Mian Zhang, een afgestudeerde student op het gebied van toegepaste en technische fysica.

De groep van Lipson had eerder vastgesteld dat de optische eigenschappen van een siliciumnitridestructuur op nanoschaal met licht kunnen worden gemanipuleerd. Zhang en collega's gingen nog een stap verder met deze ontdekking door aan te tonen dat twee verschillende micromechanische oscillatoren in een vacuüm zijn geplaatst, elk een haarbreedte in diameter en 400 nanometer uit elkaar, kan zowel in fase als frequentie worden gesynchroniseerd door koppeling die puur wordt gemedieerd door een optisch stralingsveld.

De onderzoekers demonstreerden het in- en uitschakelen van deze koppeling en het afstemmen van hun frequenties, dankzij gevestigde microfotonica-technieken die het optische stralingsveld beheersen, zei Zhang.

De robuustheid van dit fenomeen zou een groot aantal nieuwe fotonische mogelijkheden op nanoschaal kunnen betekenen, zeggen de onderzoekers. Bijvoorbeeld, ze kunnen worden gebruikt in afgestemde oscillatornetwerken voor detectie, signaalverwerking en geïntegreerde schakelingen op nanoschaal.

Het werk werd gedeeltelijk gefinancierd door het Center for Nanoscale Systems, een Integratief Graduate Onderwijs Onderzoek en Stage, en de Cornell NanoScale Science and Technology Facility, die allemaal worden ondersteund door de National Science Foundation.