Tongcang Li e Jonghoon Ahn hanno fatto levitare una nanoparticella nel vuoto e l'hanno fatta ruotare ad alta velocità, che sperano li aiuterà a studiare le proprietà del vuoto e della meccanica quantistica. Credito:Purdue University/Vincent Walter
I ricercatori hanno creato il rotore artificiale più veloce al mondo, che credono li aiuterà a studiare la meccanica quantistica.
A più di 60 miliardi di giri al minuto, questa macchina è più di 100, 000 volte più veloce di un trapano dentale ad alta velocità.
"Questo studio ha molte applicazioni, compresa la scienza dei materiali, " ha detto Tongcang Li, un assistente professore di fisica e astronomia, e ingegneria elettrica e informatica, alla Purdue University. "Possiamo studiare le condizioni estreme in cui possono sopravvivere diversi materiali".
Il team di Li ha sintetizzato un minuscolo manubrio di silice e lo ha fatto levitare in alto vuoto usando un laser. Il laser può lavorare in linea retta o in cerchio:quando è lineare, il manubrio vibra, e quando è circolare, il manubrio gira.
Un manubrio rotante funziona come un rotore, e un manubrio vibrante funziona come uno strumento per misurare piccole forze e momenti torcenti, noto come equilibrio di torsione. Questi dispositivi sono stati utilizzati per scoprire cose come la costante gravitazionale e la densità della Terra, ma Li spera che man mano che diventano più avanzati, potranno studiare cose come la meccanica quantistica e le proprietà del vuoto.
I ricercatori hanno creato il rotore artificiale più veloce al mondo ruotando un nanomanubrio con un laser a polarizzazione circolare. Credito:Purdue University/Janghoon Ahn
"La gente dice che non c'è niente nel vuoto, ma in fisica sappiamo che non è davvero vuoto, " Ha detto Li. "Ci sono molte particelle virtuali che possono rimanere per un breve periodo e poi scomparire. Vogliamo capire cosa sta realmente succedendo lì, ed è per questo che vogliamo ottenere il bilanciamento torsionale più sensibile".
Osservando questo minuscolo manubrio girare più velocemente di qualsiasi altra cosa prima, La squadra di Li potrebbe anche essere in grado di imparare cose sull'attrito nel vuoto e sulla gravità. Comprendere questi meccanismi è un obiettivo essenziale per la moderna generazione della fisica, Li ha detto.
Un nanomanubrio fatto levitare da una pinzetta ottica nel vuoto può vibrare o ruotare, a seconda della polarizzazione del laser in arrivo. Credito:foto della Purdue University/Tongcang Li