Uma equipe de físicos do Brasil e dos Estados Unidos desenvolveu um sistema capaz de registrar as vibrações mecânicas de um nanotubo de carbono causadas por flutuações da temperatura de seu ambiente. No trabalho publicado nessa segunda-feira na revista Nature, Arthur Barnard, da Universidade Stanford, Mian Zhang, da Universidade Harvard, Gustavo Wiederhecker, do Instituto de Física Gleb Wataghin da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Michal Lipson e Paul McEuen, da Universidade de Cornell, monitoraram as vibrações por meio da influência delas na frequência da luz confinada em uma microcavidade. “Fizemos uma leitura óptica da vibração mecânica do nanotubo de carbono”, explica Wiederhecker no vídeo abaixo, no qual podemos escutar o “som“ dos nanotubos vibrando.
Como o brasileiro explica no vídeo, a luz percorria a periferia do interior circular da cavidade, dando cerca de 12 mil voltas em torno dela antes de se dissipar. Um nanotubo era então colocado no topo da cavidade por meio de uma pinça. A vibrações do nanotubo mudavam o índice de refração da cavidade, alterando assim a velocidade com que a luz se propaga nela, resultando em uma mudança na frequência de oscilação da luz que era monitorada em tempo real.
A resolução temporal do monitoramento permitiu analisar como a amplitude e a frequência dessas oscilações variam recorrentemente ao longo de alguns poucos a milhares de microssegundos. Concluíram que essas oscilações são causadas por um efeito investigado incialmente pelos físicos Enrico Fermi, John Pasta, Stanislaw Ulam e Mary Tsingou. Os modos de oscilação de um sistema de molas acopladas de forma não linear trocam energia entre si de maneira recorrente.
A pesquisa teve apoio da FAPESP, do CNPq e da NSF.
Artigo científico
Real-time vibrations of a carbon nanotube
Arthur W. Barnard, Mian Zhang, Gustavo S. Wiederhecker, Michal Lipson & Paul L. McEuen
Nature, 21 January 2019
Contato para imprensa
Igor Zolnerkevic
Assessor de comunicação
comunicacao@sbfisica.org.br