Purdue Üniversitesi’nden bilim insanları 2018’de, Dünya’nın 60 milyar rpm(dakikadaki dönüş sayısı) ile en hızlı dönen nesnesini üretmişti. İşte yine aynı bilim insanları, yeni bir nano rotor yaratarak hızı 300 milyar rpm’e çıkararak, yeni bir Dünya Rekoru kırdılar.
Eski versiyonun benzeri, dambıl şeklinde bir silika nanoparçacık vakumda hava asılı duruyor. Fakat dönmeye başladığında 300 milyar rpm hıza ulaşıyor ki, bu gerçekten astronomik denecek bir hız. Düşünün ki, arabaların motorları genelde 6-10 bin rpm arası dönüyor. Dişçilerin matkapları 500 bin rpm ile dönerken, dönen en hızlı doğal nesne 43 bin rpm ile uzayda dönen bir pulsar.
Araştırmacılar kendi rekorlarını kırmak için, nano parçacığa iki lazer ışını yönlendirdiler. Lazerin biri nanoparçacığı havada tutarken, diğeri de onu döndürüyor. Fotonlar nesneye ışık olarak çarpıyor. Radyasyon basıncı olarak bilinen bu kuvvet, normalde çok zayıf ama vakum altında çok düşük sürtünme olduğundan nanoparçacığı rekor hıza çıkarıyor. Ayrıca aynı konseptle uzayda yüksek hızla giden ışık yelkenlileri yapılıyor. Japon uzay ajansının, gücünü radyasyon basıncından alan böyle bir uzay aracı bile var.
“1600’lerde Johannes Kepler kuyruklu yıldızların kuyruğunun, her zaman güneşe doğru olduğunu belirtmişti. İşte bunun nedeni radyasyon basıncıdır. Aynı prensibi kullanarak, yoğun lazerlerle nanoparçacığı kaldırdık ve döndürdük, “diyor araştırmanın yazarı Tongcang Li.
Dünya rekoru kırmanın yanı sıra , araştırmacılar bu şekilde bir cihaz yapılarak vakum sürtünmesi ve nano manyetizma gibi kuantum etkileri ölçülebileceğini söylüyor.
Araştırma Nature Nanotechnology dergisinde yayınlandı.
Kaynak: Purdue University
Abstrakt :
ABSTRACT
Ultrasensitive torque detection with an optically levitated nanorotor
Jonghoon Ahn, Zhujing Xu, Jaehoon Bang, Peng Ju, Xingyu Gao, Tongcang Li
Torque sensors such as the torsion balance enabled the first determination of the gravitational constant by Henri Cavendish1 and the discovery of Coulomb’s law. Torque sensors are also widely used in studying small-scale magnetism2,3, the Casimir effect4 and other applications5. Great effort has been made to improve the torque detection sensitivity by nanofabrication and cryogenic cooling. Until now, the most sensitive torque sensor has achieved a remarkable sensitivity of 2.9 × 10−24 N m Hz−1/2 at millikelvin temperatures in a dilution refrigerator6. Here, we show a torque sensor reaching sensitivity of (4.2 ± 1.2) × 10−27 N m Hz−1/2 at room temperature. It is created by an optically levitated nanoparticle in vacuum. Our system does not require complex nanofabrication. Moreover, we drive a nanoparticle to rotate at a record high speed beyond 5 GHz (300 billion rpm.). Our calculations show that this system will be able to detect the long sought after vacuum friction7,8,9,10 near a surface under realistic conditions. The optically levitated nanorotor will also have applications in studying nanoscale magnetism2,3 and the quantum geometric phase11.
Hadi onu dakikada 300 milyar kere döndürmeyi başardın,tabiki bu saniyede 5 milyar ediyor,iyi güzelde bunu nasıl saydın?Nasrettin Hoca fıkrası gibi ‘inanmazsan say’!..?