Самый быстрый вращающийся объект, созданный руками человека, был создан в лаборатории в Университете Пердью. Этот микроскопический ротор состоит из двух наночастиц двуокиси кремния, склеенных вместе, чтобы сформировать «гантель», и, ударив ее лазерным светом, команда заставила ее вращаться на стремительной скорости 60 миллиардов оборотов в минуту.
Чтобы получить такие нано-гантели, исследователи разместили их в вакуумной камере и заставили "висеть в воздухе" ее с помощью «оптических пинцетов». Эта установка включает в себя лучи лазерного света на мишени снизу, что создает силу отталкивания и приостанавливает частицу в "воздушном пространстве". Ученые могут затем заставить мишень колебаться, используя лазер, который линейно поляризован, или заставить ее вращаться, применяя круговую поляризацию.
Используя последний метод, команда довела вращение гантели до 60 миллиардов оборотов в минуту. Это в 100 раз быстрее, чем предыдущий зарегистрированный рекорд для быстродействующего искусственного объекта, который удерживала команда из Университета Сент-Эндрюса, используя одну частицу в аналогичной установке.
Изображение под микроскопом «гантелей» из двуокиси кремния. Фото: Purdue University
Цель этих систем - помочь ученым изучить мутный мир квантовой физики. Вращение этих крошечных супердостижений может помочь исследователям измерить вакуумное трение, в то время как колеблющиеся гантели можно использовать в качестве крошечных торсионных весов для исследования силы тяжести и что еще происходит в вакууме.
Исследователи говорят, что крошечные гантели могут использоваться для изучения вакуумного трения и гравитации в квантовом масштабе. Фото: Purdue University
«Люди говорят, что в вакууме нет ничего, но в физике мы знаем, что там действительно не пусто», - говорит Тончанг Ли (Tongcang Li), автор исследования. «Есть много виртуальных частиц, которые могут пребывать в короткое время, а затем исчезнуть. Мы хотим выяснить, что на самом деле происходит там, и именно поэтому мы хотим сделать самый чувствительные торсионные весы».
Если лазерный свет линейно поляризован, он придает вибрацию взвешенным частицам, тогда как использование круговой поляризации заставляет их вращаться. Фото: Purdue University/Tongcang Li
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters. Команда демонстрирует работу в видео ниже.
Источник: Purdue University / New Atlas
