有史以来最小的吉他

我们都知道，科学震撼人心!亚当·墨菲在《自然物理学》上发现了一项摇摆研究，该研究来自兰开斯特大学的爱德华·莱尔德。

亚当-我们都喜欢好的吉他即兴演奏。Slash, Keith Richards, Rory Gallagher, Pete Townsend;每个人都有自己的最爱。我自己也比较喜欢布莱恩·梅。但似乎就连量子物理学也开始涉足吉他了。我和兰开斯特大学的爱德华·莱尔德聊了聊最小的吉他，它有点不同。

爱德华:是的。它是一种单弦乐器，弦是碳纳米管，这是我们能做的最小的导线。它比真正的吉他弦薄10万倍，也短得多，不到百万分之一米长。它很像吉他弦，因为它悬在两个夹子之间，两端各一个，我们让电流通过它，然后测量电阻。当它移动时，阻力会改变。就像吉他弦一样，它以一个特定的频率振动;因为它又小又轻，所以频率相应地比真正的吉他高得多，所以它是2.31亿赫兹，这是一个高a。这个特殊设备的新颖之处在于它自己振荡。

亚当-会弹自己的吉他，弹A的最高音阶。全世界的摇滚明星都会羡慕的。但你为什么要这么做?

爱德华:有两件事很有趣。首先，我想说，纯粹的科学动机是研究量子力学和量子测量对小运动物体的影响。量子力学理论是在100年前发展起来的，用来描述单个粒子的行为。在日常生活中，我们看不到这些东西。那么在这两者之间会发生什么呢?我们现在可以通过实验来探索这个问题，我们可以用中等大小的物体——在这个例子中，中等大小意味着大约一百万个原子，大约是一个纳米管的大小——并试图找出量子力学是如何使它们表现不同的。还有一个应用就是你可以用小的谐振器来检测小的力。就像在真正的吉他弦上，如果你把手指放在它上面，即使你轻轻地触摸它，也很容易听到频率的变化或阻尼的变化从而改变了音符。如果你有我们的纳米吉他，它可以测量施加在它上面的一个小力，我们可以通过运动的变化来检测它。

亚当:也就是说，只要把它拖过表面，你就可以得到一个超级显微镜，或者一个可以称原子重量的磅秤。但它到底怎么玩自己呢?

爱德华:啊，好吧。所以你需要什么来建立一个振荡是运动和电流之间的某种反馈效应。

亚当:反馈，至少在声音上，是指扬声器发出的噪音通过麦克风，麦克风通过扬声器，再通过麦克风……

亚当-真正的吉他手，虽然有些人喜欢它。吉米·亨德里克斯在他的一些录音中使用反馈:他把吉他对着麦克风，如果他设置好参数，反馈就会刺激吉他弦，吉他弦刺激麦克风，然后再刺激吉他弦，这样你就放大了振荡。我们所做的是有一个反馈……我们建立了一个反馈回路完全在碳纳米管本身。然后在运动和流过它的电流之间有反馈。这种反馈的原因在于电子沿着纳米管长度的量子隧穿方式的细节。但效果是完全一样的。这种反馈会让吉他弦自己发出嗡嗡声，这就是为什么我们称它为自弹吉他。