ساخت سریعترین چرخنده مصنوعی تاریخ و کمک آن به مطالعه مکانیک کوانتومی
دانشمندان موفق به ساخت سریعترین جسم چرخندهی ایجادشده به دست بشر در طول تاریخ شدهاند.
پژوهشگران موفق به ساخت سریعترین چرخندهی جهان شدند و معتقدند که این چرخنده میتواند به آنها در مطالعهی دقیقتر علوم طبیعی از جمله مکانیک کوانتومی و ویژگیهای خلا کمک کند. این ماشین با ۶۰ میلیارد بار چرخش در هر دقیقه، بیش از ۱۰۰ هزار بار سریعتر از یک متهی دندانپزشکی بسیار سریع میچرخد.
پژوهشگران سریعترین چرخندهی ساختهی دست انسان در جهان را ساختهاند که مانند یک دمبل بوده و به کمک یک لیزر با قطبش خطی و دایرهای به حرکت در میآید.
تانگ کنگ لی، استادیار فیزیک و نجوم و مهندسی برق و کامپیوتر از دانشگاه پاردو گفت:
این پژوهش کاربردهای بسیاری دارد که از جملهی آنها میتوان به علم مواد اشاره کرد. از این راه میتوانیم شرایطی را بررسی کنیم که مواد متفاوتی در این شرایط دوام میآورند.
تیم لی یک دمبل از جنس سیلیس ساختند و آن را در خلا بهوسیلهی یک لیزر به پرواز در آوردند. این لیزر میتواند بهصورت خطی یا دایرهای کار کند. زمانی که لیزر بهصورت خطی کار میکند، دمبل حرکت ارتعاشی دارد و زمانی که بهصورت دایرهای عمل میکند، دمبل حرکت چرخشی دارد.
یک دمبل در حال چرخش، مانند یک پروانه یا آرمیچر عمل میکند و یک دمبل در حال لرزش مانند ابزاری برای باری اندازهگیری نیروهای کوچک و جریانهای چرخشی معروف به نیروهای گشتاوری است. این ابزارها برای کاربردهای مختلف از جمله اندازهگیری ثابت گرانشی و چگالی زمین استفاده شدهاند. اما لی امیدوار است که با پیشرفت این ابزارها پیشرفت چشمگیری در مطالعهی مکانیک کوانتومی و ویژگیهای خلا حاصل شود.
لی گفت:
مردم گمان میکنند که در خلا هیچ چیزی وجود ندارد؛ اما از نظر علم فیزیک، میدانیم که خلا کاملا تهی نیست. خلا پر از ذرات مجازی است که هر لحظه بهوجود آمده و از بین میروند. ما میخواهیم بدانیم که دقیقا چه اتفاقاتی در خلا رخ میدهند. به همین دلیل است که قصد داریم حساسترین نیروی گشتاور را ایجاد کنیم.
ممکن است تیم لی با بررسی این دمبل چرخان کوچک و بسیار پر سرعت، بتواند اطلاعاتی در مورد گرانش و واپاشی خلا بهدست آورد. لی در این باره گفت:
هدف اصلی فیزیک جدید، فهمیدن همین سازوکارها است.
دستاوردهای این پژوهش در Physical Review Letters منتشر شد.
