每分鐘旋轉 600 億次的微小「啞鈴」可能有助於解開量子之謎

Jarod

與去年一樣，旋轉的物體令人著迷且令人著迷指尖陀螺熱潮壓倒性地表現出來。但即使是最快的指尖陀螺也落後於快速旋轉物體的新衛冕冠軍：每分鐘可旋轉 600 億次的小啞鈴。

這足以讓你頭暈目眩。

科學

旋轉醫生——呃，研究人員——最近創造了奈米級轉子，並將其懸浮在真空中，用雷射對其進行噴射使其旋轉。普渡大學物理和天文學以及電氣和計算機工程助理教授 Tongcang Li 在一項新研究中描述了他們的研究，可以幫助揭示不同物質在極端條件下如何反應，以及真空中摩擦力如何表現。在一份聲明中。 [物理學中 18 個最大的未解之謎]

在過去的十年裡，研究人員測試了人造物體旋轉速度的極限，並打破了記錄。 2008 年，火柴盒大小的馬達每分鐘旋轉 100 萬轉，Live Science之前報道過。然後，在 2010 年，科學家以每分鐘 6,000 萬轉的速度旋轉一片石墨烯，創下了新的旋轉紀錄，《大眾科學》報道那一年。

三年後，這項記錄被一個直徑僅為 4 微米（人類頭髮寬度的十分之一）的微小球體打破，該球體能夠完成6 億次旋轉每分鐘，或比洗衣機的旋轉週期快約 50 萬倍。

在這項新研究中，科學家測試了由兩個連接的二氧化矽球製成的所謂奈米啞鈴。每個啞鈴長約 0.000012 英吋（320 奈米），寬約 0.000007 英吋（170 奈米）。

高度集中雷射燈可以操縱微小的物體，研究人員透過用圓偏振光轟擊啞鈴來測試它們，當光產生的電場具有恆定的大小但其方向隨時間旋轉時，就會發生這種情況。偏振雷射迫使奈米級轉子旋轉。科學家報告說，在沒有雜散空氣分子來減慢速度的情況下（測試是在真空中進行的），這個微型旋轉器能夠達到每分鐘600 億轉的旋轉速度，這遠遠超出了以前的可能水平。

研究人員還能夠透過用雷射轟擊奈米啞鈴來使其振動到位線偏振他們在研究中寫道，其光線被限制在一個平面上。

科學家解釋說，對物體旋轉和振動的觀察揭示了真空的工作原理。人們通常認為真空是空的，但物理學家認為真空被活潑的物質佔據。虛粒子李在聲明中說，這項關於懸浮、旋轉奈米啞鈴的研究使研究人員在量子層級上弄清楚「那裡到底發生了什麼事」又更近了一步。

研究結果於 7 月 20 日在線發表在該雜誌上物理評論快報。

原創文章於生活科學。

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