世界最速の回転物体は3000億RPMで回転します
- 科学者は、最も速く回転する物体の世界記録を破りました。
- 新しいオブジェクトは毎分3000億回転で回転します。
- レーザーを動力源とするダンベル型のシリカナノ粒子でできています。
トルクセンサーは、重力定数の最初の決定とクーロンの法則の発見を可能にしました。この10年間で、トルク検出の感度を高めるために多大な努力が払われてきました。
現在、パデュー大学の研究者は、室温でのトルクセンサーで驚くべき感度を達成しています。彼らは、世界で最も速く回転するオブジェクトを構築することでこれを実現しました。
対象は、レーザーを動力源とするダンベル型のシリカナノ粒子に他なりません。毎分3,000億回転で回転し、歯科医のドリルの約50万倍の速さです。
彼らはこれをどのように行いましたか？
彼らは、レーザー光を使用して真空中でシリカナノ粒子を浮上させ、次に偏光板を備えた2番目のレーザーを使用してそのトルク感度をテストしました。
より具体的には、彼らは、密集した1,550 nmレーザーを使用して、真空チャンバー内にシリカナノ粒子（ナノスフェア）を光学的にトラップしました。次に、別の1,020 nmレーザーを使用して外部トルクを加え、その感度を測定しました。
参照：Nature Nanotechnology | DOI：10.1038 / s41565-019-0605-9 |パデュー大学
そうしている間、研究者は最も速く回転する物体の世界記録を樹立しました。彼らは毎分600億回転という以前の記録（2018年に設定）を破りました。
光学的にトラップされた直径170nmのナノダンベルは、1 GHzを超えて回転するように駆動されました。これは、これまでに報告されたナノ粒子の最高回転周波数です。研究者は、より小さなシリカナノダンベルが10GHzを超える回転周波数を維持できると推定しています。
研究者の礼儀
驚くべき回転速度に加えて、これらのナノ粒子は、これまでのどの機器よりも最大700倍の感度でトルクを測定できます。
次は何ですか？
このような高速回転は、材料特性と真空摩擦を分析するために使用されます。たとえば、浮上したナノ粒子のねじれ振動は、直線偏光レーザーの存在下で観察されます。これは、Casimerトルク（量子化された場から生じる物理的な力）を検出し、ナノ電子デバイスを開発および制御するための重要なステップになる可能性があります。
読む：世界最速の分子機械|ロタキサン
さらに、それは量子キャベンディッシュねじり天秤を作成するのに役立ち、最終的には科学者が重力の量子的性質をよりよく理解するのに役立ちます。複数のナノ粒子を一緒に浮上させて、自己組織化相と非平衡相を分析できます。
産業技術