中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室杜江峰教授領導的研究小組基于自建的弱力探測實驗平臺，在室溫下實現了納米機械振子的振動的精密測量。不同于已有的基于光、電、磁等的位移測量技術，該方法是通過力學的方式加以實現的，這種新的位移測量方法不僅能實現很高的測量靈敏度，而且可以確保測量過程不會引入明顯的力噪聲，因此對未來開展低溫下的極弱力信號以及相關的基礎物理研究有著潛在的應用價值。相關研究成果發表在5月31日出版的《物理評論快報》上。
杜江峰研究組采取了一種全新的方法實現振動的精密測量，該方法將位移信號轉移為力信號，并通過靈敏的力探測手段進一步加以測量，由于力信號與位移的信號轉換在原理上并不會對待測物體的結構、材料特性等性質有任何限制，從而該方法彌補了已有振動測量手段的不足。基于量子力學的基本原理，任何一個測量過程，都要對被測對象造成擾動和破壞，力學探測方法也不例外，然而理論分析表明，如果待測機械振子的頻率低于探測機械振子的頻率，探測過程就能夠確保在探測噪聲小于被測對象的噪聲的同時又不會引入多余力噪聲。通過納米微加工，杜江峰研究組制作了兩個相互靠近的納米機械振子，通過在兩個機械振子之間施加特定的電壓，實現了參數耦合，用實驗驗證了該方法，在探測靈敏度為10-11m的樣品下，將探測引入的額外力噪聲控制在10-15N以下。
該方法為針對如何降低位移探測引入的額外力噪聲，以及如何探測納米尺度的機械系統的振動這兩個當前力探測領域的關鍵問題，提出了一條全新的解決思路，對將來實現低溫下的zN(10-21N)力信號的探測有著潛在的意義。實現zN量級的弱力信號探測，將給基礎和應用物理帶來新突破，包括實現原子尺度引力效應，單核自旋磁共振成像等。
