Cel mai rapid obiect care se rotește vreodată ar putea ajuta la identificarea frecării cuantice în vid

Pentru a detecta frecarea cuantică a spațiului gol, oamenii de știință se învârt.

O nanoparticulă care se învârte, suspendată într-un fascicul laser în interiorul unui vid, poate măsura forțe minuscule de răsucire, făcându-l cel mai sensibil detector de cuplu creat până acum. Cercetătorii spun că dispozitivul ar putea detecta într-o zi un efect cuantic evaziv numit frecare în vid.

Nanoparticulele suspendate se pot roti de peste 300 de miliarde de ori pe minut. „Acesta este cel mai rapid rotor creat de om din lume”, spune fizicianul Tongcang Li de la Universitatea Purdue din West Lafayette, Indiana.

Pentru a măsura cuplul cu dispozitivul, Li și colegii au lovit nanoparticulă cu un al doilea laser, pe care l-au pornit și oprit la intervale regulate. Laserul a fost polarizat circular, ceea ce înseamnă că undele electromagnetice ale luminii s-au rotit în timp, iar această răsucire a conferit un cuplu nanoparticulei. Cercetătorii au estimat cantitatea de cuplu măsurând modul în care viteza particulei s-a schimbat pe măsură ce al doilea laser s-a pornit și oprit.

Când este operat timp de 100 de secunde, senzorul ar putea măsura cupluri de până la aproximativ 0,4 trilioane de cvadrilioane de newton-metru. Pentru comparație, un newton-metru este cantitatea aproximativă de cuplu necesară pentru a răsuci capacul unei sticle de sifon. Dispozitivul este de aproximativ 700 de ori mai sensibil decât cel mai bun senzor anterior de cuplu, au raportat cercetătorii pe 13 ianuarie în Nanotehnologia naturii.

Dispozitivul este atât de sensibil încât ar putea fi folosit pentru a observa impactul minuscul al frecării în vid, un efect cuantic contraintuitiv în care un obiect care se învârte rapid în spațiul gol simte o rezistență – în ciuda faptului că este înconjurat de nimic. Se prevede că efectul nemaivăzut până acum va apărea din interacțiunile obiectului care se rotește cu câmpurile electromagnetice care, conform mecanicii cuantice, apar și dispar în mod constant, chiar și în spațiul gol (SN: 13/11/16).