Микроскопическую сферу заставили вращаться с рекордной скоростью

Изменение поляризации лазерного луча придаёт импульс вращения микроскопической сфере

Изменение поляризации лазерного луча придаёт импульс вращения микроскопической сфере
(иллюстрация University of St Andrews).

Cфера вела себя как микроскопический гироскоп, стабилизирующий движение вокруг оси вращения
Изменение поляризации лазерного луча придаёт импульс вращения микроскопической сфере
Cфера вела себя как микроскопический гироскоп, стабилизирующий движение вокруг оси вращения

Недавно был поставлен рекорд скорости вращения рукотворного объекта: физики из университета Сент Эндрюс (University of St Andrews) заставили микроскопическую сферу вращаться вокруг своей оси с огромной скоростью. По словам авторов эксперимента, объект крутился в 500 тысяч раз быстрее барабана стиральной машины и в тысячу раз быстрее стоматологического бора.

Таким образом, мини-сфера становится самым быстровращающимся рукотворным объектом.

Большинство современных физических опытов ставятся с целью понять, где проходит граница между классической и квантовой механикой. Однако учёные почти всегда обращаются к элементарным частицам, пренебрегая миром более крупной и сложносоставной материи.

Команда шотландских физиков решила рассмотреть механику частицы вещества, состоящей из миллиардов атомов.

Изменение поляризации лазерного луча придаёт импульс вращения микроскопической сфере (иллюстрация University of St Andrews).

В рамках эксперимента учёные создали микроскопическую сферу из карбоната кальция, диаметр которой не превышал четырёх миллионных долей метра. Затем они заставили её левитировать при помощи луча лазера — подобно тому как можно удержать мячик в воздухе, направив на него мощную струю воды.

Физики использовали свойство поляризации лазера, которая менялась по мере прохождения через левитирующую сферу, придавая ей импульс вращения. Для достижения максимальной скорости объект поместили в вакуумную камеру, благодаря чему свели на нет действие силы трения.

Учёные заметили, что сфера вела себя как микроскопический гироскоп, стабилизирующий движение вокруг оси вращения.

"Мы заинтригованы перспективой проведения дальнейших опытов с такими объектами. Однажды мы сможем создать целую систему вращающихся сфер и посмотреть, как они будут взаимодействовать друг с другом", — говорит соавтор исследования Ёсихико Арита (Yoshihiko Arita).

Cфера вела себя как микроскопический гироскоп, стабилизирующий движение вокруг оси вращения (иллюстрация Wikimedia Commons).

Его коллеги также считают, что подобные эксперименты могут стать незаменимыми в изучении явлений термодинамики, которые очень сложно описать теоретически.

"Скорость вращения нашей сферы настолько высока, что её угловое ускорение в миллиард раз выше земного. Поразительно, как её не разорвало под действием центробежной силы", — говорит другой соавтор работы Майкл Мазилу (Michael Mazilu).

Ответить на волнующие физиков вопросы можно будет после проведения серии таких опытов с использованием одной или нескольких сфер, с одинаковыми или различными характеристиками. Учёные планируют экспериментировать до тех пор, пока не проявится какой-нибудь удивительный эффект.

О новом рекорде можно почитать в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Также по теме:
Американцы установили новый рекорд скорости
Четвероногий робот установил рекорд скорости
Учёные открыли самую быстровращающуюся звезду
Астрономы обнаружили ультрабыструю звезду, находящуюся в опасной связи с чёрной дырой
Учёные впервые определили скорость вращения чёрной дыры