納米材料專題
科學(xué)家制造最快速旋轉(zhuǎn)的納米微粒：每秒旋轉(zhuǎn)10億次
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北京時間7月24日消息，據(jù)國外媒體報道，科學(xué)家制造了一種納米粒子結(jié)構(gòu)，每秒可旋轉(zhuǎn)10億次，這是迄今記錄運行速度最快的機械旋轉(zhuǎn)。他們希望使用這些旋轉(zhuǎn)粒子研究時空結(jié)構(gòu)。
兩支獨立研究小組研究了光線的能量如何促使納米粒子移動，并最終獲得令人難以置信的旋轉(zhuǎn)頻率。但是如果旋轉(zhuǎn)頻率太快，它可能是一種測量粒子與時空摩擦的方法。
美國普渡大學(xué)物理和天文學(xué)副教授Tongcang Li說：“在量子力學(xué)中，存在著量子真空漂移——虛擬粒子出現(xiàn)和消失，如果一個納米粒子旋轉(zhuǎn)得非常快，那么這些虛擬粒子就可能發(fā)生摩擦。”
每個團隊都以類似的方式產(chǎn)生它們的旋轉(zhuǎn)納米粒子，Tongcang Li的研究小組正在研究如何使用真空中的光線作為扭秤（torsion balance），將微粒懸浮起來，這種扭秤工具可用于探測非常輕微的作用力。他們創(chuàng)建并懸浮直徑大約100納米（相當于病毒大?。┑募{米級啞鈴，并創(chuàng)建了它們的扭力平衡模擬物，這本身就是一個非常有趣的結(jié)果。
當他們使用圓偏振光照射納米啞鈴，或者使用伴隨電場旋轉(zhuǎn)的光束照射納米啞鈴，這個啞鈴將以驚人的速度旋轉(zhuǎn)。依據(jù)《物理學(xué)評論快報》研究報告稱，這個微型啞鈴結(jié)構(gòu)每秒旋轉(zhuǎn)10億次。
第二支研究小組的實驗設(shè)置也是類似的，同時他們也使用了一種二氧化硅納米粒子，盡管這個研究小組成員僅是在玩一些有趣的東西。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院光子學(xué)教授雷恩·賴曼（Rene Reimann）說：“我們試圖觀察納米啞鈴旋轉(zhuǎn)速度有多快，這是我們的科學(xué)動機，只有它們達到一定高頻旋轉(zhuǎn)速度，才能延伸至其它應(yīng)用領(lǐng)域。他們根據(jù)散射粒子的光來測量納米啞鈴的旋轉(zhuǎn)頻率?！?/span>
由于在真空環(huán)境中，沒有空氣形成阻力，因此納米啞鈴旋轉(zhuǎn)速度非?？?。這些納米原子不會分離，直到旋轉(zhuǎn)作用力克服了它們結(jié)合作用力。但是依據(jù)賴曼研究小組的論文報告，為了確定偏振光如何扭矩傳遞給粒子，還有更多的工作需要做。
像這樣的實驗可以測量極端物理現(xiàn)象，甚至是神秘的宇宙信號，賴曼的研究小組在《物理評價快報》雜志上發(fā)表研究報告指出，兩支研究小組均已提及如果他們將實驗溫度條件設(shè)定在接近絕對零度，就有可能探測到量子真空和物理學(xué)的基本屬性。
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