Физики из США раскрутили самый быстрый "волчок" на Земле
Американские ученые создали самый быстрый "мотор" на Земле, поместив "наногантель" в специальную лазерную воронку и раскрутив ее до 60 миллиардов оборотов в минуту. Первые результаты опытов с этим объектом были представлены в журнале Physical Review Letters.
"У нашего исследования есть масса практических приложений. К примеру, теперь мы можем изучать то, что происходит с разными материалами в подобных экстремальных условиях, и точнее измерить ряд фундаментальных констант", — рассказывает Тонцан Ли (Tongcang Li) из университета Пардью в городе Уэст-Лафайетт (США).
За последние несколько лет физики открыли несколько новых феноменов или процессов, происходящих на квантовом уровне, позволяющих разогнать, разогреть или поменять поведение тех или иных частиц за рекордно короткое время.
К примеру, год назад израильские ученые обнаружили, что так называемые "вихри Абрикосова", кольцевые токи в сверхпроводниках, движутся со скоростью в 70 тысяч километров в час. Их коллеги из Германии смогли "вскипятить" воду до температуры в 100 тысяч градусов Цельсия за десятую долю пикосекунды (10 в минус 13 степени секунды), используя мощнейший рентгеновский лазер.
Ли и его коллеги пополнили этот список "нанорекордсменов", создав устройство, позволяющее разогнать достаточно крупные кусочки материи до рекордно высоких угловых скоростей.
Оно представляет собой набор из нескольких лазеров, вырабатывающих два типа пучков "закрученного" света. Часть из них удерживает и охлаждает частицы, которые находятся в точке пересечения этих лучей, а другие – раскручивают их и заставляют вращаться вокруг собственной оси.
В прошлом, как отмечают ученые, физики уже пытались раскрутить наночастицы кремния и различных металлов таким образом, однако все подобные эксперименты заканчивались неудачей, так как лазер просто сжигал разгоняемый объект или деформировал его.
Физики из США решили эту проблему, поменяв форму разгоняемой частицы – они сделали ее похожей на своеобразную гантель, склеив два микроскопических шарика из кремния, и поместив ее почти в абсолютный вакуум.
Как показали первые опыты с подобными нанообъектами, "закрученный" свет лазера может разогнать их до скорости в 60 миллиардов оборотов в минуту, что на порядки превышает предыдущие рекорды.
Подобных значений, как отмечает Ли, хватит не только для уточнения гравитационной постоянной, вычисленной подобным образом более двух веков назад. Вдобавок, ученые смогут проверить, существует ли эффект Казимира, имеет ли гравитация квантовый характер и создать материалы, для формирования которых нужны гигантские давления.