@ 2018.08.05 , 09:00

有史以来转速最快的转子

中国和美国的科学家们创造出了一种微型转子,转速高达每分钟600亿转——有史以来转速最快的人造转子,比普通牙科钻头快10万倍。

发明不仅是为了用来打破纪录,而且还可以扩展物理学的疆界——它被用来探索某些量子力学的奥秘,观测物体在真空中的运动模式。

实际上,科学家需要处理的都是一些基础科学知识,例如重力和摩擦在真空中的效应。根据研究团队的说法,现在纳米转子还处于运动状态,他们已经从中发现了某些微妙的线索。

“这项研究有许多应用,包括材料科学,”来自印第安纳州普渡大学的高级研究员Tongcang Li说,“我们可以借此研究不同材料能够保持自身性态的极限条件。”

超级转子由二氧化硅纳米粒子构成,形状像哑铃,并使用激光牵引技术使其在真空中悬浮。激光可以是直线,也可以极化成圆弧状,而圆形模式就可以使迷你转子旋转起来。

当激光笔直时,哑铃形的转子开始振动而非旋转——这意味着它可以用来测量非常微弱的力。对未来的研究而言,两种操作模式都十分有用。

有史以来转速最快的转子
振动和旋转模式,普渡大学Tongcang Li

纳米转子本身的大小和细菌相当,大约170纳米宽,320纳米长,所以你无法用肉眼看到它。

“通常的真空是指没有任何东西的地方,但在物理学中,我们知道真空并不空。”Li说。

“有很多虚粒子可能会短暂出现,然后湮灭。我们想知道那里到底发生了什么,这就是我们为什么要制造出最灵敏的平衡力矩测量装置。”

悬浮并在真空中旋转的纳米粒子的优点之一就是我们可以对它进行非常精确的测量,不受空气流量和温度变化的影响。

同时,他们并不是唯一一个忙于让纳米粒子在真空中打转的科学家团队:未来的潜在成果可能是非常重大的。

至于量子力学,它可以帮助科学家解释宇宙在非常小和非常大的尺度上——经典力学失效的那些区域——的行为。

物质就像是用一块块拼图构成的完整对象,对这样一个迷你的物体进行实验应该能更好地揭示出单一的细小拼图如何在最小的尺度上发挥影响。

换句话说,在未来,您会看到更多关于这种纳米级转子的信息。

该论文已被发表在新一期学术期刊Physical Review Letters上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

赞一个 (8)

24H最赞