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

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).



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".




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