Schnellste drehendes künstlichen Objekt erstellt

Wissenschaftler haben eine mikroskopisch kleine Kugel erstellt und legen sie awhirl bei einer Blasenbildung 600 Millionen Umdrehungen pro Minute.

Die Kugel, die 500.000-Mal schneller als die durchschnittliche Waschmaschine dreht, ist das am schnellsten drehende Objekt je gemacht habe.

Die Erkenntnisse, die detailliert wurden heute (28. August) in der Zeitschrift Nature Communications, könnte Aufschluss über die Physik der Materie. [Die 9 größten ungelösten Rätsel der Physik]

"Dieses System stellt faszinierende Fragen hinsichtlich Thermodynamik und ist ein herausfordernde System theoretisch modellieren" Studie Co-Autor Michael Mazilu, ein Physiker an der University of St. Andrews in Schottland, sagte in einer Erklärung. "Die Drehgeschwindigkeit ist so schnell, dass die Winkelbeschleunigung auf der Kugeloberfläche 1 Milliarde Mal der Schwerkraft auf der Erdoberfläche ist – es ist erstaunlich, dass die Fliehkräfte [die Kräfte drängen nach außen durch die kreisförmige Bewegung] nicht die Sphäre zu zerfallen."

Sehr große Objekte gehorchen klassische Regeln der Physik, wie vor dem 20. Jahrhundert angelegt, während Quantentheorie das bizarre Verhalten der kleinen subatomaren Teilchen beschreibt. Aber an der Grenze zwischen der sehr klein und nur winzige Wissenschaftler sind nicht ganz sicher, was passiert.

Um dies herauszufinden, Forscher fangen Aggregationen von Atomen oder Molekülen in einem Strahl von Licht und versuchen, sie mit unglaublich schnellen Rate in einem Vakuum zu spinnen. Theoretisch könnte ein solches Experiment bewerten, ob Quanten Reibung, die die Bewegung der Quantenteilchen auch ohne irgendwelche externen Quellen der Reibung verlangsamen könnte, wirklich existiert.

Mazilu und seine Kollegen wollten noch größere Objekte betrachten, die mehr als 1 Million Atome enthalten.

Das Team hergestellt eine Miniatur-Kugel von Kalzium mit einem Durchmesser von 4 Mikrometer, wo eine Haarsträhne hat einen Durchmesser von etwa 40 Mikrometer, und dann schwebte das winzige Objekt in einem Strahl von Laser-Licht in einem Vakuum.

Durch die Änderung der Polarisation oder Ausrichtung der Lichtwelle, konnte das Team einen kleinen Twist auf den ball ausüben.

Ohne Luftreibung zu verlangsamen den Ball konnte das Team um das Objekt zu beschleunigen, zu unglaublich hohen, 600 Millionen Umdrehungen pro Minute (u/min) zu erreichen, bevor es auseinander brach.

Darüber hinaus war das Objekt wie eine winzige Gyroskop, seine Bewegung als es wackelte, die hatte den Effekt des Abkühlens der Kugel, um minus 387 Grad Fahrenheit (minus 233 Grad Celsius) zu stabilisieren.

So weit, das neue Experiment nicht die Existenz von Quantum Reibung bewiesen, aber Verlaufsstudien könnte, sagte der Forscher.

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