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利用化学键合力在宏观机械谐振器中产生巨大可调非线性

量子物理 2016-06-08 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

宏观机械系统中的非线性在包括信号转导与处理、同步以及构建逻辑器件等广泛应用中起着关键作用。然而,由于宏观机械系统遵循胡克定律并对外力线性响应,除非使用强驱动,否则难以产生非线性。本文提出并通过实验实现了在宏观机械系统中通过探究单根化学键形变中的非谐性来获得创纪录的高非线性响应。我们随后通过精确控制化学键相互作用展示了非线性响应的可调性,并实现了 2×1018 N/m32 \times 10^{18}~{\rm N}/{\rm m^3} 的三次弹性常数,其强度比先前报道的大多个数量级。这使我们能够观察到在6~K弱布朗热噪声驱动下谐振器的振动双稳态转变。该方法可灵活应用于多种机械系统以改善非线性响应,并可通过进一步改进用于探索宏观量子力学。

关键词

引用

@article{arxiv.1506.07227,
  title  = {Generating Giant and Tunable Nonlinearity in a Macroscopic Mechanical Resonator from Chemical Bonding Force},
  author = {Pu Huang and Jingwei Zhou and Liang Zhang and Dong Hou and Wen Deng and Chao Meng and Changkui Duan and Chenyong Ju and Xiao Zheng and Fei Xue and Jiangfeng Du},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1506.07227},
  year   = {2016}
}