Kvantová mechanika vládne ve světě extrémně malých rozměrů. Když ji chceme pořádně prozkoumat, tak si na to musíme pořídit extrémní nástroj. Právě takový je nový gadget, který vyvinuli vědci a inženýři Purdueovy univerzity. Výsledkem jejich snažení je nejrychleji rotující lidský výtvor na světě, který by se měl uplatnit ve kvantové fyzice.
Tongcang Li a jeho kolegové vytvořili rotor, který se otočí více než 60 miliardkrát za sekundu. Je tím pádem asi 100 tisíckrát rychlejší, než vysokorychlostní zubní vrtačky. Li je přesvědčen, že jejich nano-ultra-rotor může mít spoustu zajímavých aplikací, včetně výzkumu materiálů. Vědci s ním mohou zkoumat chování rozmanitých materiálů v extrémních podmínkách.
Jak udělat takový extrémní rotor? Li a spol. vyrobili nepatrnou činku z oxidu křemičitého, tedy ze skla. Skleněnou nanočinku umístili do velmi vysokého vakua, kde ji nechali levitovat s pomocí laserového paprsku. Laser je přitom nastavený tak, že paprsek může být buď lineární, díky čemuž nanočinka vibruje anebo kruhový a nanočinka pak rotuje.
Rotující nanočinka funguje jako rotor, zatímco vibrující nanočinka slouží k měření nepatrných fyzikáních sil. Podobná zařízení kdysi objevovala gravitační konstantu a hustotu planety Země. Li s kolegy doufají, že s nanočinkou budou objevovat v nanosvětě a v podivuhodných vlastnostech vakua.
Pokud jde o vakuum, lidé se obvykle myslí, že je prázdné. Pro fyziky ale rozhodně prázdné není. Objevují se tam celé zástupy virtuálních částic, které se na kratičký okamžik zjeví a pak zase zmizí, jako duchové. Pokud chceme zjistit, co se tam skutečně děje, tak na to potřebujeme opravdu extrémně citlivé přístroje.
Když budou fyzici pozorovat rekordně rotující nanočinku, tak se určitě dozvědí nové věci o gravitaci a vakuu. Podle Lia je právě tohle součástí klíčového úkolu moderní generace fyziky.
Video: World's Fastest Spinning Nanoparticle
Literatura
Purdue University 20. 7. 2018, Physical Review Letters 121: 033603.
Podivnosti kvantového světa
Autor: Vladimír Wagner (21.06.2010)
Levitující nanočástice dočasně porušuje 2. termodynamický zákon
Autor: Stanislav Mihulka (07.04.2014)
Jak zastavit elektrony? Chce to extrémně intenzivní laser
Autor: Stanislav Mihulka (10.02.2018)
Diskuze:
A přece se točí max. jen cca 10 kHz! (zubní vrtáčky)
Josef Hrncirik,2018-07-23 11:48:31
V článku a videu to tak je. Pan Mihulka spěchal k zubaři a psal to nazpaměť ve stresu.
0,6 MHz rotující vrtačky jsou nejďábelštější objekt na světě
Josef Hrncirik,2018-07-22 19:54:28
Re: 0,6 MHz rotující vrtačky jsou nejďábelštější objekt na světě
Roman Gramblička,2018-07-23 08:28:53
... zvláště v rukách těch ďáblů v bílém plášti s odrazkou na čele.
Ale kdyby jste měli na místě svého zubaře nejkrásnější holku široko-daleko, jako mám já, tak byste se na každou návštěvu těšili :-D
Re: 0,6 MHz rotující vrtačky jsou nejďábelštější objekt na světě
Pavel Hudecek,2018-07-23 09:24:44
Tipuji, že poměr bude ještě 60x větší, neboť rychlost vrtačky bude nejspíš uváděna za minutu, nikoli za sekundu. Tento nesoulad mezi elektronikou a mechanikou je reliktem doby, kdy se otáčky měřily mechanickým počítadlem a stopkami.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
