科学家制造最快速旋转的纳米微粒:每秒旋转10亿次

原创网络2018-07-24

当他们使用圆偏振光照射纳米哑铃,或者使用伴随电场旋转的光束照射纳米哑铃,这个哑铃将以惊人的速度旋转。依据《物理学评论快报》研究报告称,这个微型哑铃结构每秒旋转10亿次。

  

    当他们使用圆偏振光照射纳米哑铃,或者使用伴随电场旋转的光束照射纳米哑铃,这个哑铃将以惊人的速度旋转。依据《物理学评论快报》研究报告称,这个微型哑铃结构每秒旋转10亿次。

  新浪科技讯 北京时间7月24日消息,据国外媒体报道,目前,科学家制造了一种纳米粒子结构,每秒可旋转10亿次,这是迄今记录运行速度最快的机械旋转。他们希望使用这些旋转粒子研究时空结构。

  两支独立研究小组研究了光线的能量如何促使纳米粒子移动,并最终获得令人难以置信的旋转频率。但是如果旋转频率太快,它可能是一种测量粒子与时空摩擦的方法。

  美国普渡大学物理和天文学副教授Tongcang Li说:“在量子力学中,存在着量子真空漂移——虚拟粒子出现和消失,如果一个纳米粒子旋转得非常快,那么这些虚拟粒子就可能发生摩擦。”

  每个团队都以类似的方式产生它们的旋转纳米粒子,Tongcang Li的研究小组正在研究如何使用真空中的光线作为扭秤(torsion balance),将微粒悬浮起来,这种扭秤工具可用于探测非常轻微的作用力。他们创建并悬浮直径大约100纳米(相当于病毒大小)的纳米级哑铃,并创建了它们的扭力平衡模拟物,这本身就是一个非常有趣的结果。

  当他们使用圆偏振光照射纳米哑铃,或者使用伴随电场旋转的光束照射纳米哑铃,这个哑铃将以惊人的速度旋转。依据《物理学评论快报》研究报告称,这个微型哑铃结构每秒旋转10亿次。

  第二支研究小组的实验设置也是类似的,同时他们也使用了一种二氧化硅纳米粒子,尽管这个研究小组成员仅是在玩一些有趣的东西。苏黎世联邦理工学院光子学教授雷恩·赖曼(Rene Reimann)说:“我们试图观察纳米哑铃旋转速度有多快,这是我们的科学动机,只有它们达到一定高频旋转速度,才能延伸至其它应用领域。他们根据散射粒子的光来测量纳米哑铃的旋转频率。”

  由于在真空环境中,没有空气形成阻力,因此纳米哑铃旋转速度非常快。这些纳米原子不会分离,直到旋转作用力克服了它们结合作用力。但是依据赖曼研究小组的论文报告,为了确定偏振光如何扭矩传递给粒子,还有更多的工作需要做。

  像这样的实验可以测量极端物理现象,甚至是神秘的宇宙信号,赖曼的研究小组在《物理评价快报》杂志上发表研究报告指出,两支研究小组均已提及如果他们将实验温度条件设定在接近绝对零度,就有可能探测到量子真空和物理学的基本属性。

 

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