Dinamica non lineare e pettini di frequenza meccanici con un micromagnete levitato alla Meissner

Abstract degli autori

Le non linearità nei sistemi meccanici multimodali possono dare origine a fenomeni dinamici ricchi, con un grande potenziale per le applicazioni di sensing e per i futuri esperimenti quantistici. Dimostriamo che il moto accoppiato del centro di massa e quello rotazionale di un micromagnete levitato alla Meissner offrono una piattaforma promettente per la dinamica non lineare, combinando una bassa dissipazione, la regolabilità magnetica, forti non linearità intrinseche di Duffing e accoppiamenti intermodali non lineari. Sfruttiamo questa regolabilità per dimostrare la generazione di un pettine di frequenze meccanico nella dinamica del micromagnete, ottenuta tramite l’eccitazione parametrica di due modi traslazionali, seguita da una miscelazione non lineare di frequenze a cascata, che produce un pettine fononico con spaziatura regolabile. Ad ampiezze elevate, l’accoppiamento non lineare con un modo di librazione del magnete a bassa frequenza porta all’eccitazione parametrica e all’aggancio di fase di tale modo, generando una fitta struttura spettrale alle subarmoniche della frequenza di eccitazione. Questi risultati dimostrano che i micromagneti levitati costituiscono una piattaforma per la meccanica multimodale non lineare, con potenziali applicazioni nel sensing di precisione e nella metrologia al limite quantistico.