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Wissenschaft

Nano-Technik

Die wohl kleinste Gitarre der Welt spielt sich selbst

Eine Saite, die 100.000 Mal dünner ist als an einer normalen Gitarre. Ein Ton, der 21 Oktaven über dem eines normalen Instruments liegt: Forscher präsentieren die wohl kleinste Gitarre der Welt.

George Pickett

Die Röhre war drei Nanometer dick - oder so dünn wie eine Gitarrensaite, die man 100.000 Mal geteilt hat

Mittwoch, 16.10.2019   21:18 Uhr

Man kann sie nicht hören, man kann sie nicht sehen - und doch ist sie faszinierend. Nanoforscher an den britischen Universitäten Lancaster und Oxford haben sozusagen die kleinste Gitarre der Welt gebaut. Im Fachmagazin "Nature Physics" berichtet das Team um Edward Laird von den Experimenten, bei denen eine extrem dünne Saite durch einen elektrischen Strom zum Schwingen gebracht wird.

Die Forschenden nutzten eine Kohlenstoffnanoröhre, die an ihren beiden Enden an einer metallischen Halterung befestigt wurde. Die Röhre war gerade einmal drei Nanometer dick - oder um beim Bild der Gitarre zu bleiben, so dünn wie eine Saite, die man 100.000 Mal geteilt hat. Der Versuchsaufbau wurde extrem gekühlt, bis auf 0,02 Grad oberhalb des sogenannten absoluten Nullpunktes. Der liegt bei minus 273,15 Grad Celsius oder 0 Kelvin.

Mikro-Gitarre spielt ein A

Die Kohlenstoffnanoröhre war so gelagert, dass sie in der Mitte schwingen konnte. In Bewegung wurde sie dadurch gebracht, dass ein elektrischer Strom hindurchgeleitet wurde, konkret schickte das Team einzelne Elektronen nacheinander hindurch.

Die einzelnen Elektronen hätten die Nanoröhre jeweils ein wenig in Bewegung versetzt. Setze man die Parameter richtig, synchronisiere sich die Bewegung, die Saite schwinge, berichten die Forscher.

Doch welchen Ton spielt die Nano-Gitarre nun? "Die Nanoröhre ist deutlich dünner als eine Gitarrensaite, daher schwingt sie mit einer viel höheren Frequenz im Bereich des Ultraschalls, sodass sie kein Mensch hören kann", erklärt Forscher Laird.

Man könne der Frequenz - sie liegt bei 231 Megahertz, also bei 231 Millionen Schwingungen in der Sekunde - aber durchaus einen Ton zuordnen. Im konkreten Fall sei das ein A, das 21 Oktaven über einem normal gestimmten Instrument liege.

Eingesetzt werden könnte die neue Technik laut den Forschern unter anderem bei der Fortentwicklung bestimmter Mikroskope, sogenannter Rasterkraftmikroskope, oder bei Messvorgängen in sogenannten Quantenflüssigkeiten. Das sind Flüssigkeiten, in denen nahe des absoluten Nullpunkts exotische Quanteneffekte auftreten, die sich nicht mit den Gesetzen der klassischen Mechanik beschreiben lassen.

chs

insgesamt 5 Beiträge
fuhbar 17.10.2019
1. 2 Fragen
Warum "Gitarre" und nicht z.B. "Harfe"? Die Gemeinsamkeiten mit dem Oszillator sind vermutlich ähnlich gering. Und wo spielt sich die Gitarre bitteschön selbst? Im Artikel steht doch deutlich, dass die [...]
Warum "Gitarre" und nicht z.B. "Harfe"? Die Gemeinsamkeiten mit dem Oszillator sind vermutlich ähnlich gering. Und wo spielt sich die Gitarre bitteschön selbst? Im Artikel steht doch deutlich, dass die Saite äußerlich angeregt werden musste. Vermutlich kann man auch eine handelsübliche E-Gitarre zum selbst spielen bringen, wenn man eine geeignete Spannung durch den Tonabnehmer schickt.
yoerc_mueller 17.10.2019
2. ♫
Für Punk-Rock nicht geeignet ♪♪
Für Punk-Rock nicht geeignet ♪♪
mrnice1976 17.10.2019
3. Frage
100.000 mal so dünn oder 100.000 mal geteilt? ist ein kleiner unterschied meines erachtens.
100.000 mal so dünn oder 100.000 mal geteilt? ist ein kleiner unterschied meines erachtens.
swandue 17.10.2019
4.
Ein Hunderttausendstel oder in 100.000 gleichdicke Teile geteilt. 100.000 mal geteilt: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512, 1/1028 - 10 mal geteilt. ~1 Millionstel - 20 mal geteilt ~1 Milliardstel - 30 [...]
Zitat von mrnice1976100.000 mal so dünn oder 100.000 mal geteilt? ist ein kleiner unterschied meines erachtens.
Ein Hunderttausendstel oder in 100.000 gleichdicke Teile geteilt. 100.000 mal geteilt: 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256, 1/512, 1/1028 - 10 mal geteilt. ~1 Millionstel - 20 mal geteilt ~1 Milliardstel - 30 mal geteilt . . . ;-)
J-Créme 17.10.2019
5. 100000 mal geteilt - durch was und womit / wogegen
In dem Artikel fehlt eindeutig der übliche anschauliche Größenvergleich in der Standardeinheit Fußballfelder. Also wenn die einzelnen Elektronen, die durch die Saite geschubst werden, Nano-Fußbälle wären, wie viele [...]
In dem Artikel fehlt eindeutig der übliche anschauliche Größenvergleich in der Standardeinheit Fußballfelder. Also wenn die einzelnen Elektronen, die durch die Saite geschubst werden, Nano-Fußbälle wären, wie viele aneinandergereihte Fußballfelder würde dadurch in Schwingung geraten?

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