Датчик, изготовленный из быстро вращающейся наночастицы, может определять незначительные моменты
Чтобы обнаружить квантовое трение пустого пространства, ученые идут на спин.
Закрученная наночастица, подвешенная в лазерном луче внутри вакуума, может измерять крошечные скручивающие силы, что делает ее самым чувствительным из всех созданных детекторов крутящего момента . Исследователи говорят, что устройство может однажды обнаружить неуловимый квантовый эффект, называемый вакуумным трением.
Взвешенная наночастица может вращаться более 300 миллиардов раз в минуту. «Это самый быстрый искусственный ротор в мире», - говорит физик Тонгкан Ли из Университета Пердью в Западном Лафайете, штат Индиана.
Чтобы измерить крутящий момент с помощью устройства, Ли с коллегами ударил наночастицу вторым лазером, который они включали и выключали через равные промежутки времени. Лазер был циркулярно поляризован, что означало, что электромагнитные волны света вращались с течением времени, и этот поворот создавал крутящий момент на наночастице. Исследователи оценили величину крутящего момента, измерив, как скорость частицы изменялась при включении и выключении второго лазера.
При работе в течение 100 секунд датчик может измерять крутящий момент всего около 0,4 триллионных долей квадриллионной доли ньютон-метра. Для сравнения, один ньютон-метр - это приблизительный крутящий момент, необходимый для откручивания крышки от бутылки с газировкой. Исследователи сообщают 13 января в журнале Nature Nanotechnology, что их чувствительность примерно в 700 раз выше, чем у предыдущего лучшего датчика крутящего момента .
Устройство настолько чувствительно, что его можно использовать для наблюдения незначительного воздействия вакуумного трения, противоинтуитивного квантового эффекта, при котором объект, быстро вращающийся в пустом пространстве, чувствует сопротивление, несмотря на то, что он окружен ничем. Предсказывается, что ранее невиданный эффект возникал в результате взаимодействия вращающегося объекта с электромагнитными полями, которые, согласно квантовой механике, появляются и исчезают постоянно , даже в пустом пространстве.
Понравилась статья?! Подпишись и поставь лайк, помоги развитию канала. Всем желаю удачи и успехов.