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科學家制造最快速旋轉的納米微粒:每秒旋轉10億次
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北京時間7月24日消息,據國外媒體報道,科學家制造了一種納米粒子結構,每秒可旋轉10億次,這是迄今記錄運行速度最快的機械旋轉。他們希望使用這些旋轉粒子研究時空結構。

納米粒子結構,每秒可旋轉10億次

  兩支獨立研究小組研究了光線的能量如何促使納米粒子移動,并最終獲得令人難以置信的旋轉頻率。但是如果旋轉頻率太快,它可能是一種測量粒子與時空摩擦的方法。

  美國普渡大學物理和天文學副教授Tongcang Li說:“在量子力學中,存在著量子真空漂移——虛擬粒子出現和消失,如果一個納米粒子旋轉得非???,那么這些虛擬粒子就可能發生摩擦?!?/span>

  每個團隊都以類似的方式產生它們的旋轉納米粒子,Tongcang Li的研究小組正在研究如何使用真空中的光線作為扭秤(torsion balance),將微粒懸浮起來,這種扭秤工具可用于探測非常輕微的作用力。他們創建并懸浮直徑大約100納米(相當于病毒大?。┑募{米級啞鈴,并創建了它們的扭力平衡模擬物,這本身就是一個非常有趣的結果。

  當他們使用圓偏振光照射納米啞鈴,或者使用伴隨電場旋轉的光束照射納米啞鈴,這個啞鈴將以驚人的速度旋轉。依據《物理學評論快報》研究報告稱,這個微型啞鈴結構每秒旋轉10億次。

  第二支研究小組的實驗設置也是類似的,同時他們也使用了一種二氧化硅納米粒子,盡管這個研究小組成員僅是在玩一些有趣的東西。蘇黎世聯邦理工學院光子學教授雷恩·賴曼(Rene Reimann)說:“我們試圖觀察納米啞鈴旋轉速度有多快,這是我們的科學動機,只有它們達到一定高頻旋轉速度,才能延伸至其它應用領域。他們根據散射粒子的光來測量納米啞鈴的旋轉頻率?!?/span>

  由于在真空環境中,沒有空氣形成阻力,因此納米啞鈴旋轉速度非???。這些納米原子不會分離,直到旋轉作用力克服了它們結合作用力。但是依據賴曼研究小組的論文報告,為了確定偏振光如何扭矩傳遞給粒子,還有更多的工作需要做。

  像這樣的實驗可以測量極端物理現象,甚至是神秘的宇宙信號,賴曼的研究小組在《物理評價快報》雜志上發表研究報告指出,兩支研究小組均已提及如果他們將實驗溫度條件設定在接近絕對零度,就有可能探測到量子真空和物理學的基本屬性。


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