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科學家創造了世界上旋轉最快的人造物體,每秒可旋轉600億次

科學家創造了世界上速度最快的旋轉人造物體:一個非常小的「啞鈴」,每秒可以完成超過600億次旋轉,比高速牙鑽快約100,000倍。普渡大學、北京大學、清華大學和北京量子物質協同創新中心的研究人員表示,該研究對象將有助於他們研究量子力學 ,這是其他應用中非常小的奇異物理現象。「旋轉啞鈴」已在發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)雜誌上。

李同倉將納米粒子懸浮在真空中並驅使它高速旋轉,希望有助於他們研究真空和量子力學的性質

微小啞鈴或納米顆粒是一種由硅和氧組成的無色白色化學化合物,類似的病毒大小,約為170納米寬320納米長。作為參考,1納米是十億分之一米。

「這項研究有許多應用,包括材料科學,」普渡大學物理與天文學助理教授,電子與計算機工程系統李同倉(Tongcang Li)在一份聲明中說。「我們可以研究不同材料可以存活的極端條件。」由李同倉(Tongcang Li)領導的研究小組利用一種激光將納米顆粒懸浮在真空中,這種激光可以使它以前所未有的速度旋轉或振動。當它旋轉時,啞鈴起到轉子的作用,但是當它振動時,它就像一個扭轉平衡的類似物,用來測量非常微弱的力。這兩種狀態都可以幫助科學家了解量子力學和真空的性質。

「人們說真空中沒有任何東西,但在物理學中,我們知道它不是真的空的,」李說。有很多虛擬粒子可能停留很短的時間,然後消失。我們想弄清楚到底發生了什麼,這就是為什麼我們想要做出最敏感的扭轉平衡。

研究人員的下一步是進行更快的旋轉速度的實驗,這將使對基本物理理論的更精確的測試,包括真空中的奇異形式的摩擦。量子力學描述了一些不尋常的現象,這些現象只發生在非常小規模上,比如量子糾纏。

這是當一對或一組粒子相互作用時,它們就違背了經典的物理定律。一個物體可以同時影響另一個物體,即使它們沒有直接的物理連接,也可以被諸如宇宙長度這樣的巨大距離隔開。

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