El objeto giratorio más rápido del mundo gira a 300 mil millones de RPM

• Los científicos rompen el récord mundial del objeto que gira más rápido.
• El nuevo objeto gira a 300 mil millones de revoluciones por minuto.
• Está hecho de una nanopartícula de sílice en forma de mancuerna impulsada por láseres.

Los sensores de par permitieron la primera determinación de la constante gravitacional y el descubrimiento de la ley de Coulomb. En la última década, se han realizado esfuerzos importantes para mejorar la sensibilidad de detección de par.

Ahora, los investigadores de la Universidad de Purdue han logrado una sensibilidad notable en los sensores de par a temperatura ambiente. Lo han hecho construyendo el objeto que gira más rápido del mundo.

El objeto no es más que una nanopartícula de sílice en forma de pesa impulsada por láseres. Gira a 300 mil millones de revoluciones por minuto, casi 500,000 veces más rápido que el taladro de un dentista.

¿Cómo hicieron esto?

Levitaron una nanopartícula de sílice en el vacío usando luz láser y luego usaron un segundo láser con una placa polarizadora para probar su sensibilidad al torque.

Más específicamente, atraparon ópticamente una nanopartícula de sílice (una nanoesfera) en una cámara de vacío utilizando un láser de 1.550 nm muy enfocado. Luego utilizaron otro láser de 1.020 nm para aplicar un par externo y medir su sensibilidad.

Referencia:Naturaleza Nanotecnología | DOI:10.1038 / s41565-019-0605-9 | Universidad Purdue

Al hacerlo, los investigadores establecieron un récord mundial para el objeto que gira más rápido. Rompieron su récord anterior (establecido en 2018) de 60 mil millones de revoluciones por minuto.

Las nanodumbbells de 170 nm de diámetro atrapadas ópticamente fueron impulsadas para rotar más allá de 1 GHz, la frecuencia de rotación más alta reportada para una nanopartícula hasta la fecha. Los investigadores estiman que las nanodompasas de sílice más pequeñas pueden mantener una frecuencia de rotación más allá de los 10 GHz.

Cortesía de investigadores

Además de sus notables velocidades de rotación, estas nanopartículas pueden medir el par a niveles hasta 700 veces más sensibles que cualquier instrumento anterior.

¿Qué sigue?

Estas rotaciones de alta velocidad se utilizarán para analizar las propiedades del material y la fricción por vacío. Por ejemplo, la vibración torsional de las nanopartículas levitadas se observa en presencia de un láser polarizado linealmente. Este podría ser un paso crucial para detectar el par de Casimer (fuerzas físicas que surgen de un campo cuantificado) y desarrollar y controlar dispositivos nanoelectrónicos.

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Además, será útil para crear un equilibrio de torsión de Cavendish cuántico, que eventualmente ayudará a los científicos a comprender mejor la naturaleza cuántica de la gravedad. Se pueden levitar juntas múltiples nanopartículas para analizar las fases de autoensamblaje y de desequilibrio.