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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