سریع‌ترین فرفره جهان با قابلیت چرخش یک میلیارد دور در ثانیه! (+عکس)
موبنا – دو تیم تحقیقاتی با بررسی‌های فراوان سرانجام موفق شدند سریع‌ترین شیئ چرخنده جهان را تولید کنند. این شیئ که مکانیسم شبیه به فرفره دارد و در مقیاس نانو ساخته شده است قادر است در هر ثانیه یک میلیارد بار به دور خود بچرخد تا به عبارت دیگر سرعت چرخش سریع‌ترین فرفره ساخت بشر در هر دقیقه به ۶۰ میلیارد بار برسد.
نیروی داخلی که این شیئ چرخان تولید می‌کند به قدری زیاد است که می‌تواند تمام اجزای این فرفره بسیار کوچک را از یکدیگر متلاشی کند و محققان با بررسی تکنیک مذکور سعی دارند ویژگی‌های مواجد جامد سخت تحت نیروهای شدید را مورد تحلیل قرار دهند. با توسعه بیشتر این شیئ، چرخش‌های زیاد با سرعت بالا ممکن است به تشخیص اصطکاک عجیب مرتبط با تعاملات بین مواد جامد و ذرات مجازی در فضای خلاء کوانتومی بیانجامد.
محققان در سال‌های اخیر موفق شدن با تابش نور لیزر کنترل بسیار دقیق حرکات ذرات نانو و سایر سیستم‌های مکانیکی کوچک را در دست بگیرند. منابع لیزر با توان بسیار بالا می‌توانند ذرات کوچک را از بین ببرند و فیزیکدانان هم اکنون تلاش می‌کنند با استفاده از این نیرو سرعت حرکت ذرات کوچک را کاهش دهند تا مطالعات دقیق‌تری روی اثرات کوانتومی را به انجام برسانند. محققان تا پیش از این موفق شده بودند در آزمایش‌های چرخشی ذرات نانو را تا بیش از یک میلیون بار به دور خود بچرخانند. ولی این نخستین بار است که یک ذره می‌تواند بیشتر از یک میلیارد بار در ثانیه دور خود بچرخد.
چرخش سریع‌تر امکان آزمایش‌های دقیق‌تر برای بررسی تئوری‌های پایه‌ای فیزیک را فراهم می‌کند که از جمله آنها می‌توان به تئوری فرم کوانتومی و اصطکاک چرخشی اشاره کرد. علاوه بر این، این امکان برای اشیا جامد کوچک وجود دارد که تحت نیروهای شدید قرار بگیرند و محققان از این طریق بتوانند مطالعات دقیق‌تر روی فرآیندهای تجزیه انجام دهند. در حال حاضر دو گروه تحقیقاتی مستقل نتایجی را از بررسی‌های خود منتشر کرده‌اند که سرعت چرخش مواد را فراتر از رکوردهای قبلی ثبت کرده است.
گروه تحقیقاتی که با مدیریت دکتر «لوکاس نوتنی» مطالعات خود را در موسسه فدرال فناوری سوئیس (ETH) پیش می‌برد در یک سری از آزمایش‌های خود از سیستم پرچین‌های لیزری استفاده کرد تا یک سری پرتو متمرکز روی یک ذذره را در اختیار داشته باشد و تمام انرژی لیزر در یک محیط بسیار کوچک منتشر شود. حیطه انتشار نور این سیستم لیزری دایره‌ای به قطر ۱۰۰ نانومتر بود که ذره نانومتری در آن قرار داشت. گروه دیگر هم از تکنیک مشابه استفاده کرد و محققان در آن با تاکید بر میدان الکتریکی، نور دایره‌ای شکل قطبی را منتشر کردند. میدان قطبی الکتریکی می‌تواند انرژی مضاعف در ذره ایجاد کند تا ذره نانو حول محور ترجیحی با میدان هماهنگ به چرخش درآید.
آزمایشات قبلی که در آن ذره‌ها با سرعت یک میلیون دور در ثانیه به چرخش درآمدند در یک محفظه خلاء انجام شده بود و سرعت چرخش توسط کشش اصطکاکی همراه با چند مولکول هوا به وجود آمد.