Oamenii de știință au creat un rotor la scară nanometrică care atinge o turaţie de până la 60 miliarde de rotații pe minut. Această turaţie este de 100.000 de ori mai mare decât cea a unei freze dentare obişnuite, ceea ce înseamnă că acest rotor este cel mai rapid construit vreodată.

Această invenţie revoluţionară poate fi folosită pentru a studia unele dintre misterele mecanicii cuantice sau comportamentul obiectelor în vid.

Conform cercetătorilor, pe baza funcţionării acestui rotor la scară nanometrică se pot studia, în detaliu, gravitaţia şi forţele de frecare în vid.

Cel mai rapid rotor

Credit: Anna Bliokh/iStock

„Acest studiu are numeroase aplicații, inclusiv în știința materialelor. Putem studia condițiile extreme în care pot rezista anumite materiale”, a declarat cercetătorul Tongcang Li de la Purdue University din Indiana, SUA.

Rotorul în formă de ganteră este realizat dintr-o nanoparticulă de silică care este suspendată în vid cu ajutorul unui laser. Fasciculul laser poate fi polarizat în linie dreaptă sau în cerc, caz în care antrenează rotorul în mişcare de rotaţie.

Atunci când laserul este polarizat în linie dreaptă, rotorul mai degrabă vibrează decât se roteşte, ceea ce înseamnă că acesta poate fi folosit pentru măsurarea unor forțe foarte mici.

Cercetătorii afirmă că ambele moduri de funcționare vor fi utile pentru cercetări viitoare.

Nanoparticula ce formează acest rotor are o lățime de aproximativ 170 nanometri și o lungime de 320 de nanometri. Evident, aceasta nu poate fi văzută cu ochiul liber.

Montajul experimental poate fi văzut în imaginea de mai jos:

Montajul experimental al rotorului la scară nanometrică

Montajul experimental pentru realizarea rotorului la scară nanometrică. Credit: Purdue University/Vincent Walter

„În general, oamenii cred că în vid nu există nimic. Fizicienii ştiu însă că vidul nu este cu adevărat gol.

În vid există o mulțime de particule virtuale care apar pentru o scurtă perioadă de timp și apoi dispar. Vrem să înţelegem ce se întâmplă cu adevărat în vid și de aceea intenţionăm să realizăm cea mai sensibilă balanţă de torsiune”, a declarat Li.

Vibraţia şi spinul cuanticVibrația şi spinul cuantic. Credit: Purdue University/Tongcang Li

Având o nanoparticulă suspendată în vid şi aflată în mişcare de rotaţie, fizicienii pot efectua măsurători foarte precise care nu sunt afectate de variațiile debitului și temperaturii aerului.

Invenţia cercetătorilor îi poate ajuta pe oamenii de știință să înţeleagă mai bine mecanica cuantică şi comportamentul particulelor de materie la cea mai mică scară dimensională.

Cu alte cuvinte, în viitor s-ar putea să mai aflăm şi alte informaţii despre acest rotor la scară nanometrică.

Cercetarea a fost publicată în Physical Review Letters.

Sursă: Science Alert