Nanopartícula de sílice rompe récord: 300.000 millones RPM, desbloqueando nueva física

Científicos baten récord mundial del objeto que gira más rápido.

El nuevo objeto gira a 300.000 millones de revoluciones por minuto.

Está hecho de una nanopartícula de sílice con forma de mancuerna impulsada por láseres.

¿Cómo lo lograron?

Levitaron nanopartícula de sílice en vacío usando luz láser, y luego usaron segundo láser con placa polarizadora para probar sensibilidad de torque.

Más específicamente, atraparon ópticamente una nanopartícula (nanoesfera) en cámara de vacío usando láser enfocado de 1.550 nm. Luego usaron otro láser de 1.020 nm para aplicar torque externo y medir su sensibilidad.

Referencia: Nature Nanotechnology | DOI:10.1038/s41565-019-0605-9 | Universidad de Purdue

Al hacerlo, establecieron récord mundial del objeto girando más rápido. Rompieron su récord previo (2018) de 60.000 millones RPM.

Los nanomanubrios de 170 nm atrapados ópticamente fueron impulsados a rotar más allá de 1 GHz, la frecuencia de rotación más alta reportada para nanopartícula. Estiman que nanomanubrios de sílice menores pueden sostener frecuencia rotacional superior a 10 GHz.

Cortesía de investigadores

Además de velocidades rotacionales notables, estas nanopartículas miden torque en niveles 700 veces más sensibles que cualquier instrumento previo.

¿Qué sigue?

Tales rotaciones de alta velocidad se usarán para analizar propiedades de materiales y fricción en vacío. Por ejemplo, vibración torsional de nanopartículas levitadas se observa con láser polarizado linealmente. Podría ser paso crucial para detectar torque Casimir (fuerzas físicas de campo cuántico) y desarrollar/controlar dispositivos nanoelectrónicos.

También útil para crear balance de torsión Cavendish cuántico, que ayudará a entender mejor naturaleza cuántica de gravedad. Múltiples nanopartículas pueden levitarse juntas para analizar auto-ensamblaje y fases de no-equilibrio.