世界上最快的旋转物体以 3000 亿 RPM
- 科学家打破了旋转物体最快的世界纪录。
- 这个新物体以每分钟 3000 亿转的速度旋转。
- 它由由激光驱动的哑铃形二氧化硅纳米颗粒制成。
扭矩传感器使首次确定万有引力常数和发现库仑定律成为可能。近十年来，在提高扭矩检测灵敏度方面做出了重大努力。
现在，普渡大学的研究人员已经在室温下对扭矩传感器实现了显着的灵敏度。他们通过建造世界上旋转速度最快的物体来做到这一点。
该物体只不过是一个由激光驱动的哑铃形二氧化硅纳米颗粒。它以每分钟 3000 亿转的速度旋转，比牙医的钻头快近 500,000 倍。
他们是怎么做到的？
他们使用激光将二氧化硅纳米粒子悬浮在真空中，然后使用带有偏振片的第二个激光来测试其扭矩灵敏度。
更具体地说，他们使用紧密聚焦的 1,550 nm 激光在真空室中光学捕获二氧化硅纳米颗粒（纳米球）。然后他们使用另一个 1,020 nm 激光施加外部扭矩并测量其灵敏度。
参考：Nature Nanotechnology | DOI:10.1038/s41565-019-0605-9 |普渡大学
在这样做的同时，研究人员创造了旋转速度最快的物体的世界纪录。他们打破了之前每分钟 600 亿转的记录（2018 年创下）。
光学捕获的直径为 170 nm 的纳米哑铃被驱动旋转超过 1 GHz，这是迄今为止报道的纳米粒子的最高旋转频率。研究人员估计，较小的二氧化硅纳米哑铃可以维持超过 10 GHz 的旋转频率。
研究人员提供
除了其非凡的旋转速度外，这些纳米粒子还可以以比以前任何仪器高 700 倍的灵敏度测量扭矩。
下一步是什么？
这种高速旋转将用于分析材料特性和真空摩擦。例如，在存在线性偏振激光的情况下观察到悬浮纳米颗粒的扭转振动。这可能是检测卡西默扭矩（由量化场产生的物理力）以及开发和控制纳米电子设备的关键一步。
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此外，它将有助于创建量子卡文迪什扭平衡，最终将帮助科学家更好地理解引力的量子性质。多个纳米粒子可以悬浮在一起以分析自组装和非平衡相。
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