Струна гитары звучит дольше, если её не трогать лишний раз. Примерно так же ведёт себя резонатор — устройство, которое вибрирует на одной частоте, как камертон. Группа инженеров сделала такой «камертон» из нитрида алюминия, размером меньше песчинки, и заставила его колебаться 16 миллиардов раз в секунду. Это частота, на которой будут работать мобильные сети шестого поколения.

Главный враг колебаний — трение: оно превращает энергию вибрации в тепло. Чем меньше трение, тем выше добротность — мера того, сколько колебаний успевает сделать резонатор, прежде чем затихнуть. Учёные охлаждали устройство от комнатной температуры до −266 °C и каждый раз измеряли добротность. Оказалось, на морозе она вырастает в четыре с лишним раза: с 363 до 1589. Для сравнения, обычный камертон имеет добротность около тысячи, но он колеблется в тысячи раз медленнее.

Чтобы понять, откуда берутся потери, инженеры построили модель, которая учитывает и внутреннее трение материала, и утечку энергии через крепления — как если бы струна отдавала вибрацию не только воздуху, но и корпусу гитары. Модель предсказала, как добротность будет меняться с температурой, и совпала с измерениями. Затем её проверили на другом резонаторе, который колеблется 23 миллиарда раз в секунду, — и снова сошлось.

Такой инструмент позволит заранее проектировать фильтры для квантовых компьютеров. В них сигналы настолько слабы, что любой лишний шум всё портит. Резонатор из нитрида алюминия на сильном холоде может стать тем самым камертоном, который не сфальшивит.