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轻盈为世界最快的旋转对象每分钟到3000亿次转力

时间：2022-03-20 09:25:03 来源：

普渡大学的科学家通过将纳米颗粒悬浮在具有激光器的真空中，并使用第二激光器来测试其扭矩灵敏度，从而创造了世界上最快的旋转人的物体和最敏感的扭矩探测器。

纳米粒子被光悬浮在300亿rpm

哑铃形纳米粒子仅通过电力和扭矩提供动力，成为世界上最快的旋转物体。

普渡大学的科学家创造了物体，围绕每分钟3000亿次革命。或者，另一种方式，比牙医的钻头快半百万次。

此外，二氧化硅纳米粒子可以作为世界上最敏感的扭矩探测器，研究人员希望用于测量量子效应产生的摩擦。

该研究本周在自然纳米技术上发表。

研究人员使用激光形式的光在真空中悬浮在真空中，然后使用具有偏振片的第二激光器以在物体上交替光学扭矩以测试其扭矩检测灵敏度。

“制定世界的记录总是令人兴奋的，”物理学和天文助理教授同通李，以及电气计算机工程助理教授。

有史以来最快的纺纱物是一种由普渡大学的二氧化硅制成的纳米级转子。使用扫描电子显微镜创建静止转子的该图像。对于刻度，图像中的黄色条是200纳米。

2018年，李和他的同事们为最快的旋转物体设定了以前的世界纪录，这是一种与类似的装置一样快。

听到纳米粒子由光源提供动力可能导致一个人误认为粒子含有某种太阳能动力能力。实际上，光本身施加微量，但可测量的力量，几乎任何物体都有力量。

您可能无法在身体上感受到它（只有情绪化），但您办公室中那些荧光灯的光线实际上并在您身上不断向下压制，因为所谓的光辐射压力。这是一个弱于你的重力的力量，但它仍然存在。在太空中，光线甚至可以使用轻帆推进卫星。

“在1600年代的约翰内斯·佩德尔看到彗星的尾巴由于辐射压力而总是指向远离太阳，”李说。“我们使用相同的东西，但是用集中激光，浮动和旋转纳米颗粒。”

除了在旋转速度方面进行新的轨道记录，纳米颗粒可以测量比以前比任何装置更敏感的600-700倍的扭矩。

李说，该纳米扭矩检测器将用于测量和研究诸如真空摩擦的量子效应。

理论上是甚至通过光悬浮的真空中的物体甚至是由虚拟光子引起的一些非常小的拖曳，真空的量子波动受到不确定性原理的限制。纳米扭矩检测器还可用于测量相关效果，包括Casmir效应和纳米级磁力，最终可能允许工程师开发和控制纳米电子器件。

参考：“超敏扭矩检测与光学悬浮的纳米电龙”由Jonghoon Ahn，Zhujing Xu，Jaehoon Bang，Peng Ju，兴宇高，李，13月20日，自然纳米技术.DOI：
10.1038 / s41565-019-0605-9.

该研究由海军研究办公室（授予N00014-2371），国家科学基金会（Grant Number Phy-1555035）和国防进程研究项目机构（DARPA）。


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