Создан самый быстрый искусственный ротор в мире
Исследователи создали самый быстрый искусственный ротор в мире, который, по их мнению, поможет им изучить квантовую механику.
При более чем 60 миллиардах оборотов в минуту он более чем в 100 000 раз быстрее, чем высокоскоростная зубная машина.
«Есть много применений нашего исследования, в том числе в области материаловедения», — сказал Тончанг Ли, доцент физики и астрономии, а также компьютерной инженерии в Университете Пердью. «Мы можем изучить экстремальные условия, в которых могут существовать различные материалы».
Команда ученых синтезировала крошечную «гантель» из кремнезема и левитировала ее в высоком вакууме с помощью лазера. Лазер может работать по прямой или по кругу — когда он линейный, гантель вибрирует, а когда он круговой, гантель вращается.
Вращающаяся гантель функционирует как ротор, а вибрационная гантель функционирует как инструмент для измерения крошечных сил и крутящих моментов, называемый балансом кручения. Эти устройства использовались для обнаружения таких вещей, как гравитационная постоянная и плотность Земли, но Ли надеется, что по мере того, как они станут более продвинутыми, они смогут изучать такие вещи, как квантовая механика и свойства вакуума.
«Обычно люди говорят, что в вакууме нет ничего, но в физике мы знаем, что это действительно не так», — сказал Ли. «Есть много виртуальных частиц, которые могут существовать очень короткое время, а затем исчезнуть. Мы хотим выяснить, что на самом деле происходит там».
Наблюдая за этой крошечной гантелью, команда исследователей может больше о трении и гравитации в вакууме. По словам ученных, понимание этих механизмов является важной задачей для современной физики.
Больше информации: Jonghoon Ahn et al. Optically Levitated Nanodumbbell Torsion Balance and GHz Nanomechanical Rotor, Physical Review Letters (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.033603