有史以來轉速最快的轉子

類別: 新奇
majer@ 2018.08.05 , 09:00
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有史以來轉速最快的轉子

中國和美國的科學家們創造出了一種微型轉子,轉速高達每分鐘600億轉——有史以來轉速最快的人造轉子,比普通牙科鑽頭快10萬倍。

發明不僅是為了用來打破紀錄,而且還可以擴充套件物理學的疆界——它被用來探索某些量子力學的奧祕,觀測物體在真空中的運動模式。

實際上,科學家需要處理的都是一些基礎科學知識,例如重力和摩擦在真空中的效應。根據研究團隊的說法,現在奈米轉子還處於運動狀態,他們已經從中發現了某些微妙的線索。

“這項研究有許多應用,包括材料科學,”來自印第安納州普渡大學的高階研究員Tongcang Li說,“我們可以藉此研究不同材料能夠保持自身性態的極限條件。”

超級轉子由二氧化矽奈米粒子構成,形狀像啞鈴,並使用鐳射牽引技術使其在真空中懸浮。鐳射可以是直線,也可以極化成圓弧狀,而圓形模式就可以使迷你轉子旋轉起來。

當鐳射筆直時,啞鈴形的轉子開始振動而非旋轉——這意味著它可以用來測量非常微弱的力。對未來的研究而言,兩種操作模式都十分有用。

有史以來轉速最快的轉子
振動和旋轉模式,普渡大學Tongcang Li

奈米轉子本身的大小和細菌相當,大約170奈米寬,320奈米長,所以你無法用肉眼看到它。

“通常的真空是指沒有任何東西的地方,但在物理學中,我們知道真空並不空。”Li說。

“有很多虛粒子可能會短暫出現,然後湮滅。我們想知道那裡到底發生了什麼,這就是我們為什麼要製造出最靈敏的平衡力矩測量裝置。”

懸浮並在真空中旋轉的奈米粒子的優點之一就是我們可以對它進行非常精確的測量,不受空氣流量和溫度變化的影響。

同時,他們並不是唯一一個忙於讓奈米粒子在真空中打轉的科學家團隊:未來的潛在成果可能是非常重大的。

至於量子力學,它可以幫助科學家解釋宇宙在非常小和非常大的尺度上——經典力學失效的那些區域——的行為。

物質就像是用一塊塊拼圖構成的完整物件,對這樣一個迷你的物體進行實驗應該能更好地揭示出單一的細小拼圖如何在最小的尺度上發揮影響。

換句話說,在未來,您會看到更多關於這種奈米級轉子的資訊。

該論文已被髮表在新一期學術期刊Physical Review Letters上。

本文譯自sciencealert,由譯者majer基於創作共用協議(BY-NC)釋出。

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