Самая быстрая вращающаяся "гантель" в мире поможет в изучении квантовой механики

Учёные ускорили вращение "гантели" до 60 миллиардов оборотов в минуту.

Фото Purdue University/Vincent Walter.

Микроскопический ротор состоит из двух наночастиц кремнезёма, склеенных вместе в виде "гантели".

Фото Purdue University.

Подобные системы помогают специалистам изучать мир квантовой физики.

Фото Purdue University.

Специалисты лаборатории Университета Пердью создали самый быстро вращающийся искусственный объект. Микроскопический ротор состоит из двух наночастиц кремнезёма, склеенных вместе в виде "гантели". "Ударив" по ней лазерным лучом учёные заставили объект вращаться со скоростью 60 миллиардов оборотов в минуту.

Чтобы наногантель могла свободно вращаться, исследователи поместили объект в вакуумную камеру и подняли его "в воздух" при помощи оптического пинцета. Этот оптический инструмент позволяет манипулировать микроскопическими объектами с помощью лазерного света ("Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже не раз рассказывали о подобных физических экспериментах).

Микроскопический ротор состоит из двух наночастиц кремнезёма, склеенных вместе в виде "гантели".

В данном случае установка позволила учёным с помощью лазерного луча, направленного снизу вверх на "гантель", создать отталкивающую силу, которая и подняла объект "в воздух".

Затем исследователи заставили объект вибрировать при помощи всё того же лазера, свет которого был линейно поляризован. Круговая поляризация света заставила "гантель" вращаться.

 

В итоге учёные ускорили вращение "гантели" до 60 миллиардов оборотов в минуту! И это в 100 раз быстрее предыдущего рекорда по созданию быстровращающегося искусственного объекта. В прошлый раз, напомним, успеха добились учёные из Сент-Эндрюсского университета в Шотландии. Специалисты тогда использовали единичную частицу в аналогичной установке.

Если говорить о цели создания подобных систем, то они, как говорят учёные, могут помочь специалистам изучить микромир, где главенствуют законы квантовой физики.

Так, вращение крошечных объектов может помочь исследователям измерить и исследовать явление вакуумного трения (вращение объекта из-за него должно замедляться). "Гантели" также могут использоваться в качестве крутильных весов. Используя эти чувствительные "датчики", физики смогут изучать самые разные процессы, которые происходят в вакууме, а также гравитацию.

"Люди считают, что в вакууме ничего нет, но благодаря физике мы знаем, что он не пустой, — поясняет автор исследования Тунцан Ли (Tongcang Li). – Существует много виртуальных частиц, которые могут появляться на короткое время и затем исчезать. Мы хотим выяснить, что на самом деле происходит, и поэтому мы хотим создать наиболее чувствительные крутильные весы".

Подобные системы помогают специалистам изучать мир квантовой физики.

Авторы работы подробнее рассказали о самой быстровращающейся "гантели" в статье издания Physical Review Letters.