这是人类建造的最快的转子,它正在改变我们对物理学的理解
(安娜·布利克/iStock)
科学家们创造了一种微型转子,其旋转速度高达每分钟 600 亿转,这是历史上旋转速度最快的人造转子,比普通牙钻快 100,000 倍。
这项破纪录的发明不仅突破了物理学的界限,还可以用来研究量子力学的一些奥秘,以及物体如何在真空中运行。
我们实际上在这里讨论一些科学基础知识,例如重力和摩擦力如何在真空中发挥作用。 研究小组表示,现在纳米转子已经启动并运行,可以开始一些详细的研究。
“这项研究有很多应用,包括材料科学,”高级研究员说李同仓,来自印第安纳州普渡大学。 “我们可以研究不同材料可以生存的极端条件。”
超级旋转器由二氧化硅纳米颗粒组成,形状像哑铃,并使用激光在真空中悬浮。 激光可以直线或圆形偏振,并且圆形模式产生旋转。
当激光笔直时,哑铃会振动而不是旋转——这意味着它可以用来测量非常弱的力。 两种操作模式都将对未来的研究有用。
纳米颗粒本身只有细菌颗粒大小,宽约170纳米,长约320纳米,因此肉眼无法看到。 但这就是设置的样子:
(普渡大学照片/文森特·沃尔特)
“人们说真空中什么都没有,但在物理学中,我们知道它并不是真的空的,”李说。
“有很多虚拟粒子可能会停留很短的时间,然后消失。我们想弄清楚那里到底发生了什么,这就是为什么我们想要制造最灵敏的扭转天平。”
振动和旋转模式。 (普渡大学摄影/李同仓)
像这样在真空中悬浮和旋转纳米颗粒的优点之一是可以进行非常精确的测量,而不受气流和温度标准变化的影响。
还有这支球队不是唯一的一个正忙于让纳米颗粒在真空中旋转:未来的潜在发现是巨大的。
至于量子力学,它帮助科学家解释宇宙在很小和真的很大尺度——我们所知道的经典物理模型开始崩溃的领域。
用这么小的物体进行实验应该可以让我们更好地理解物质的构建模块在最小尺度上是如何工作的。
换句话说,您将来可能会听到更多有关这种纳米级转子的信息。
该研究发表于物理评论快报。