جنرال لواء

يختبر العلماء حدود الفيزياء باستخدام الجسيمات الأسرع دورانًا في العالم

يختبر العلماء حدود الفيزياء باستخدام الجسيمات الأسرع دورانًا في العالم



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

كشف فريقان بحثيان مستقلان عن اختراقات في أسرع دوران ميكانيكي في العالم. تتكون التجارب من جسيمات نانوية تدور حول بعضها البعض بمعدل مليار مرة في الثانية (60 مليار دورة في الدقيقة) ، وهي حاليًا أسرع الأشياء التي صنعها الإنسان في التاريخ.

أداة لدراسة الظروف القاسية

قاد الفريق الأول من نوعه المؤلف المشارك في الدراسة تونغكانغ لي من جامعة بوردو في إنديانا. ابتكر لي وزملاؤه نظامًا يضم جسمًا نانويًا ممدودًا مدعومًا بدمبل بعرض 170 نانومتر وطول 320 نانومترًا ومغزولًا على ملاقط ليزر وضوء مستقطب.

التجربة جزء من مجال ناشئ يسمى ميكانيكا البصريات المرتفعة. يركز الموضوع على أنظمة الميزوسكوبي المعزولة تمامًا والتي يمكن أن تنتج أدوات متخصصة لاختبار نظريات الفيزياء الأساسية للفيزياء وتشكل الأساس لتقنيات الاستشعار من الجيل التالي.

قال لي ، وهو أيضًا أستاذ مساعد في الفيزياء وعلم الفلك والهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر ، في جامعة بوردو: "هذه الدراسة لها العديد من التطبيقات ، بما في ذلك علوم المواد". "يمكننا دراسة الظروف القاسية التي يمكن أن تعيش فيها المواد المختلفة."

تقليديا ، تم استخدام أجهزة مثل Li's في استكشاف مفاهيم مثل ثابت الجاذبية وكثافة الأرض. يأمل لي أن تسمح نسخته الأكثر تقدمًا باستكشاف ميكانيكا الكم وخصائص احتكاك الفراغ والجاذبية.

قال لي: "يقول الناس إنه لا يوجد شيء في الفراغ ، لكن في الفيزياء ، نعلم أنه ليس فارغًا حقًا". "هناك الكثير من الجسيمات الافتراضية التي قد تبقى لفترة قصيرة ثم تختفي. نريد معرفة ما يحدث بالفعل هناك ، ولهذا السبب نريد تحقيق التوازن الأكثر حساسية للالتواء."

أداة لدراسة خصائص المواد بالمقياس النانوي

وفي الوقت نفسه ، استخدم الفريق الثاني بقيادة المؤلف المشارك للدراسة لوكاس نوفوتني من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا (ETH) في زيورخ عملية مماثلة تضم فقط الجسيمات المدمجة المستخدمة بشكل تقليدي بدلاً من الدمبل. استند هذا النموذج إلى تجارب سابقة أكثر فاعلية والتي حملت الجسيمات النانوية في حجرة مفرغة مما قلل من سرعة الدوران بسبب مقاومة الاحتكاك من جزيئات الهواء المتبقية في الغرفة.

قام فريق Novotny بذكاء بعمل فراغ أقوى بنجاح مما قلل من هذا السحب الذي سبق رؤيته. بالإضافة إلى ذلك ، أضافوا شعاع ليزر بطول موجي أطول لتقليل تسخين الجسيمات وبالتالي تجنب خروج الجسيمات الذي شوهد سابقًا في ظروف الفراغ العالية.

"وجدنا أن مقياس تردد دوران الحالة المستقرة خطيًا مع قوة الملاءمة البصرية وعكسًا مع الضغط ، بما يتفق مع الاعتبارات النظرية القائمة على الحفاظ على الزخم الزاوي. ويسمح لنا التغيير السريع لاستقطاب ضوء المحاصرة باستخراج الاستجابة المعتمدة على الضغط وقت درجة حرية دوران الجسيم ".

هذه التقنية الأخيرة مفيدة بشكل خاص في دراسة خصائص المواد على المقياس النانوي. تم نشر الورقتين في المجلةرسائل المراجعة البدنية.


شاهد الفيديو: الفصل الخامس الفيزياء الحديثة المحاضرة 6النظرية النسبية: ماذا لو اقتربنا من سرعة الضوء (أغسطس 2022).