Новое устройство может помочь обнаружить квантовое трение в вакууме

Закрученная наночастица, подвешенная в лазерном луче в вакууме, может измерять крошечные скручивающие силы, что делает ее самым чувствительным детектором крутящего момента из всех созданных, пишет sciencenews.org со ссылкой на Nature Nanotechnology. 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 воздействовали на наночастицу вторым лазером, который они включали и выключали через равные промежутки времени. Лазер был циркулярно поляризован: то есть электромагнитные волны света вращались с течением времени и придавали ускорение вращению наночастицы. 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.

Устройство примерно в 700 раз чувствительнее, чем предыдущий лучший датчик крутящего момента. Датчик настолько чувствителен, что его можно использовать для наблюдения незначительного воздействия вакуумного трения – парадоксального квантового эффекта, при котором объект, быстро вращающийся в пустом пространстве, чувствует сопротивление, хотя он ничем не окружен.

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.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (1 vote)
Источник(и):

Научная Россия