Weltrekord: Silica-Nanopartikel rotiert mit 300 Milliarden U/min – neue Physik-Einblicke
Purdue University: Schnellstes rotierendes Objekt misst Drehmoment mit 700-facher Sensitivität
Drehmomentsensoren ermöglichten Gravitationskonstante & Coulomb-Gesetz. Purdue-Forscher bauen Weltrekord-Rotor: Hantelförmiger Silica-Nanopartikel, lasergetrieben, 300 Mrd. U/min (500.000× Zahnarztbohrer).
Versuchsaufbau
- Optischer Fang: 170-nm Nanodumbbell in Vakuum, 1550-nm-Laser
- Drehmoment-Anregung/Messung: 1020-nm-Laser + Polarisationsplatte
- Rotation >1 GHz (höchste Frequenz für Nanopartikel)
- Kleinere Partikel: >10 GHz theoretisch möglich
Messleistung
Drehmomentempfindlichkeit: 700× besser als jedes vorherige Instrument.
Zukünftige Anwendungen
- Materialeigenschaften & Vakuumreibung analysieren
- Torsionsschwingung bei linear polarisiertem Laser → Casimir-Drehmoment detektieren (quantisierte Feldkräfte)
- Nanoelektronische Geräte entwickeln/steuern
- Quanten-Cavendish-Torsionswaage → Quanten-Natur der Gravitation verstehen
- Mehrere Partikel: Selbstorganisation, Nichtgleichgewichtsphasen
Quelle: Nature Nanotechnology | DOI:10.1038/s41565-019-0605-9 | Purdue University
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