O objeto de giro mais rápido já criado pode ajudar a detectar o atrito quântico no vácuo

Um novo sensor de torque que utiliza uma nanopartícula de rotação rápida pode detectar forças minúsculas, dizem os cientistas Tongcang Li (à esquerda), Jonghoon Ahn (à direita) e colegas.

Um sensor feito com uma nanopartícula que gira rapidamente pode detectar pequenos torques

Para detectar o atrito quântico do espaço vazio, os cientistas estão contornando o problema.

Uma nanopartícula giratória, suspensa em um raio laser dentro de um vácuo, pode medir pequenas forças de torção, tornando-o o detector de torque mais sensível já criado. Pesquisadores dizem que o dispositivo poderia um dia detectar um efeito quântico indescritível chamado atrito a vácuo.

A nanopartícula em suspensão pode girar mais de 300 bilhões de vezes por minuto. “Este é o rotor feito pelo homem mais rápido do mundo”, diz o físico Tongcang Li, da Universidade Purdue, em West Lafayette, Ind.

Para medir o torque do dispositivo, Li e seus colegas atingiram a nanopartícula com um segundo laser, que eles ligavam e desligavam em intervalos regulares. O laser era polarizado circularmente, o que significa que as ondas eletromagnéticas da luz giravam ao longo do tempo, e essa torção transmitia um torque na nanopartícula. Os pesquisadores estimaram a quantidade de torque medindo como a velocidade da partícula mudou quando o segundo laser foi ligado e desligado.

Quando operado por 100 segundos, o sensor pode medir torques tão pequenos quanto cerca de 0,4 trilhões de quatrionésimos de um quatrilhão de metros de Newton. Para comparação, um newton-metro é a quantidade aproximada de torque necessária para torcer uma tampa de uma garrafa de refrigerante. O dispositivo é cerca de 700 vezes mais sensível que o melhor sensor de torque anterior, relatam os pesquisadores em 13 de janeiro na Nature Nanotechnology.

O dispositivo é tão sensível que poderia ser usado para observar o minúsculo impacto da fricção a vácuo, um efeito quântico contra-intuitivo no qual um objeto que gira rapidamente no espaço vazio é arrastado – apesar de estar rodeado de nada. Prevê-se que o efeito nunca antes visto surja das interações do objeto em rotação com os campos eletromagnéticos que, de acordo com a mecânica quântica, aparecem e desaparecem constantemente, mesmo no espaço vazio.


Publicado em 15/01/2020

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