نانوحسگری با ۳۰۰ میلیارد چرخش در دقیقه
- مجموعه: اخبار علمی و آموزشی
- تاریخ انتشار : یکشنبه, 20 بهمن 1398 00:55
به گزارش مهر به نقل از ستاد توسعه فناوری نانو، دانشمندان برای تشخیص نیروهای موسوم به اصطکاک کوانتومی که حتی روی اشیاء کاملا تهی نیز تاثیر می‌گذارد از چرخش استفاده کردند. آنها از نانوذرات به دام افتاده در حال چرخش با نور لیزر در خلاء به‌عنوان عنصر فعال حساس استفاده کردند تا با دقت بالا بتوانند نیروی گریز از مرکز و دیگر نیروهای ناشی از چرخش را اندازه‌گیری کنند.
نانوذرات مورد نظر در حال حاضر می‌توانند با سرعتی بیش از ۳۰۰ میلیارد چرخش در دقیقه بچرخند. تونگ‌کانگ لی، از محققان دانشگاه پوردو می‌گوید: این کوچکترین و سریع‌ترین چرخنده ساخت بشر است.
برای اندازه‌گیری نیروی گریز از مرکز و دیگر نیروها، دانشمندان این نانوذرات را با پالس‌های نور لیزر ثانویه مورد تابش قرار دادند که با فرکانس یکنواختی از قبل تنظیم شده‌است. نور این لیزر به‌صورت دایره‌ای قطبی است، صفحه نوسان موج الکترومغناطیس این نور با گذشت زمان می‌چرخد. این تغییر در قطبش نور به‌عنوان نوعی مقیاس حسگری دقیق عمل می‌کند که به کاربر امکان می‌دهد تغییر سرعت چرخش نانوذرات میان دو تابش نور لیزر را اندازه‌گیری کند.
هنگامی که دانشمندان ۱۰۰ ثانیه اندازه‌گیری مستمر انجام دادند، مقدار گشتاور ۰٫۴ تریلیون کادریلیون نیوتون متر را به‌دست آوردند. برای درک بهتر این مقدار تصور کنید که گشتاور یک نیوتن متر می‌تواند باعث شود یک کلاه روی نوک انگشت دو بار بچرخد.
نتایج به‌دست آمده به دانشمندان این امکان را می‌دهد تا محاسبه کنند که حسگری که ایجاد کردند ۷۰۰ برابر حساسیت بیشتر از هر حسگر تجاری دیگری می‌تواند داشته باشد.
البته هنوز مشخص نیست که آیا گشتاور اندازه‌گیری شده توسط دانشمندان نتیجه کار اصطکاک کوانتومی باشد. از این گذشته، ممکن است که همه اینها نتیجه تاثیر عامل ناشناخته خارجی دیگری باشد. برای مثال، میدان‌های الکترومغناطیس خارجی می‌تواند منشاء این گشتاور باشد.
دانشمندان امیدوار هستند که آزمایش‌های بیشتر با حسگر جدید بتواند این موضوع را روشن کند.
