Nanomotores adiabaticos y monoparametricos impulsados por fuerzas no conservativas autoinducidas.

LUCAS J. FERNÁNDEZ; ARKADY KURNOSOV; RAÚL BUSTOS-MARÚN; KOTTOS, TSAMPIKOS

Bariloche, Rio Negro

Congreso; 107 Reunion de la Asociación Fisica Argentina; 2022

Asociacion de Fisica Argentina

El papel vital de los nano/micromotores en el avance de la nanotecnología ha colocado su desarrollo al frente de la actividad de investigación reciente [1–4]. En este sentido, el concepto de fuerzas inducidas por corriente para la realización de motores cuánticos adiabáticos nano/microscópicos ha surgido en el marco de la física de la materia condensada [4,5]. En el nivel más fundamental, los motores cuánticos adiabáticos [4] utilizan los efectos de interferencia de la corriente de electrones que los atraviesa para producir un trabajo útil sobre un grado de libertad (GDL) mecánico (motor). Sin embargo, cuando solo hay un único GDL clásico (cartesiano), las fuerzas de reacción son necesariamente conservativas. La necesaria naturaleza multiparamétrica de los GDL mecánicos, complica los diseños propuestos de los motores adiabáticos, haciéndolos intratables en lo que respecta al esfuerzo en curso hacia la nanoescala.Por otra parte, los avances recientes en nanofotónica brindan oportunidades tentadoras para la realización de nanomáquinas autónomas que podrían superar limitaciones operativas fundamentales. Una característica particularmente interesante de este tipo de sistemas es la presencia de no linealidades (autoinducidas) debidas a interacciones luz-materia.En este trabajo, ver Fig. 1, proponemos un motor simple optomecánico pero monoparamétrico que utiliza no linealidades para convertir una corriente de energía constante proporcionada por un laser, en una fuerza mecánica no conservativa. Esta fuerza, autosustenta el movimiento periódico del GDL mecánico cuya frecuencia es órdenes de magnitud más pequeña que la del GDL fotónico. Hemos identificado condiciones bajo las cuales la potencia mecánica máxima extraída es invariable y mostramos que el sistema presenta un nuevo tipo de protección geométrica autoinducida, la cual resguarda el trabajo por ciclo contra imperfecciones y ruido del ambiente.REFERENCIAS [1] H. L. Tierney, et. al., Nat. Nanotechnol. 6 (2011) 625.[2] B. S. L. Collins, et. al., Nat. Chem 8 (2016) 860.[3] D. Palima, et. al., Laser Photon. Rev. 7 (2013) 478.[4] R. Bustos-Marún, et. al., Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 060802.[5] N. Bode, et. al., Phys. Rev. Lett. 107 (2011) 036804.