Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Najrýchlejší rotor na svete, ktorý má vedcom pomôcť študovať kvantovú mechaniku

VEDA NA DOSAH

Tongcang Li, profesor fyziky a astronómie

Výskumníkom sa podarilo vytvoriť najrýchlejší rotor na svete, aký kedy človek vyrobil. Domnievajú sa, že im pomôže študovať kvantovú mechaniku.

Pri viac ako 60 miliárd otáčok za minútu je tento stroj 100-tisíc krát rýchlejší ako vysokorýchlostné zubné vŕtačky. Tieto zistenia boli zverejnené v časopise Physical Review Letters. „Táto štúdia má veľa možností pre rôzne aplikácie, vrátane výskumu materiálov,“ povedal Tongcang Li, profesor fyziky a astronómie a odborník na elektrotechnické a počítačové inžinierstvo na Purdue University. „Môžeme študovať extrémne podmienky, v ktorých môžu prežiť rôzne materiály.“

Jeho tím syntetizoval malú činku z kremíka, ktorá levitovala vo vysokom vákuu pomocou laseru. Laser môže pracovať v priamke alebo v kruhu. Keď je lineárny, činka vibruje a keď je laser v kruhu, činka sa točí, funguje ako rotor. Torzné váhy vedcom pomáhali merať veľmi malé sily a krútiace momenty. V minulosti tieto okolnosti skvele poslúžili napríklad pri výskume gravitačnej konštanty alebo hustoty Zeme, ale Liho tím dúfa, že keď pokročia, budú schopní lepšie spoznať také záležitosti ako kvantová mechanika či vlastnosti vákua.

Činka z nanočastíc kremíka môže vo vákuu vibrovať alebo rotovať v závislosti od polarizácie prichádzajúceho laseru.

Činka z nanočastíc kremíka môže vo vákuu vibrovať alebo rotovať v závislosti od polarizácie prichádzajúceho laseru.

„Vďaka kvantovej neurčitosti je predstava rotora ako otáčajúceho sa objektu pre kvantové systémy nie celkom správna. Preto aj využitie, ktoré je motivované takouto predstavou, je treba brať s istou rezervou. Napriek tomu však v tomto experimente prišlo k zvládnutiu nových technológii, ktoré otvárajú nové možnosti a môžu nás posunúť vcelku nečakaným smerom,“ myslí si doc. Mgr. Mário Ziman, PhD., samostatný vedecký pracovník Fyzikálneho ústavu SAV.

Určite je to podľa neho „heroický“ experimentálny počin v tejto oblasti. „Ale napríklad taký spin elektrónu v magnetickom poli určite ´rotuje´ aj s vyššími frekvenciami,“ dodáva náš vedec.

„Ľudia hovoria, že vo vákuu nie je nič, ale vo fyzike vieme, že nie je naozaj prázdne,“ povedal Li. „Existuje veľa virtuálnych častíc, ktoré sa môžu objaviť na krátky čas a potom zmiznú. Chceme zistiť, čo sa naozaj deje, a preto chceme urobiť najcitlivejšiu torznú rovnováhu.“

Pozorovaním tejto drobnej rotujúcej činky môže Liho tím byť taktiež schopný naučiť sa veci o vákuovom trení a gravitácii. Pochopenie týchto mechanizmov je základným cieľom modernej generácie fyziky, dodal Li.

Výskumníci z Purdue, Pekingskej univerzity, Univerzity Tsinghua a Collaborative Innovation Center of Quantum Matter v Pekingu tiež prispeli k tejto práci. Prvým autorom štúdie je Jonghoon Ahn, absolvent vo výskumnej skupine Li. Výskum bol financovaný Národnou vedeckou nadáciou a Úradom námorného výskumu.

 

Zdroj informácií a fotografií:

https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2018/Q3/worlds-fastest-man-made-spinning-object-could-help-study-quantum-mechanics.html

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Uverejnila: VČ

Operačný program MSSR

Investícia do Vašej budúcnosti
Tento projekt je podporený z Európskeho fondu regionálneho rozvoja

Táto webová stránka vznikla vďaka podpore v rámci Operačného programu Integrovaná infraštruktúra pre projekt: Podpora národného systému pre popularizáciu výskumu a vývoja
(kód ITMS: 313011T136), spolufinancovaný zo zdrojov Európskeho fondu regionálneho rozvoja.