Des chercheurs développent le rotor nanomécanique le plus rapide du monde

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Avec plus de 60 milliards de tours par minute, un rotor nanomécanique mis au point par Tongcang Li, chercheur à l’université Purdue, et ses co-auteurs est plus de 100 000 fois plus rapide qu’une perceuse dentaire à grande vitesse.

Ahn et al ont fait léviter une nanoparticule dans le vide et l'ont fait tourner à grande vitesse, ce qui, espèrent-ils, les aidera à étudier les propriétés du vide et de la mécanique quantique. Crédit image : Vincent Walter, Université de Purdue.

Ahn et al ont fait léviter une nanoparticule dans le vide et l’ont fait tourner à grande vitesse, ce qui, espèrent-ils, les aidera à étudier les propriétés du vide et de la mécanique quantique. Crédit image : Vincent Walter, Université de Purdue.

Le Dr Li et ses collègues de l’Université de Pékin, de l’Université de Tsinghua, du Collaborative Innovation Center of Quantum Matter et des Sandia National Laboratories ont synthétisé un minuscule haltère en silice et l’ont fait léviter sous vide poussé à l’aide d’un laser.

Le laser peut fonctionner en ligne droite ou en cercle – lorsqu’il est linéaire, l’haltère vibre, et lorsqu’il est circulaire, l’haltère tourne.

Un haltère qui tourne fonctionne comme un rotor, et un haltère qui vibre fonctionne comme un instrument de mesure des forces et des couples minuscules, appelé balance de torsion.

Ces appareils ont été utilisés pour découvrir des choses comme la constante gravitationnelle et la densité de la Terre, mais les chercheurs espèrent qu’en devenant plus avancés, ils seront capables d’étudier des choses comme la mécanique quantique et les propriétés du vide.

“Les gens disent qu’il n’y a rien dans le vide, mais en physique, nous savons qu’il n’est pas vraiment vide”, a déclaré le Dr Li.

“Il y a beaucoup de particules virtuelles qui peuvent rester pendant un court moment et ensuite disparaître”.

“Nous voulons comprendre ce qui se passe vraiment là-bas, et c’est pourquoi nous voulons réaliser la balance de torsion la plus sensible.”

En observant ce minuscule haltère tourner plus vite que tout ce qui l’a précédé, l’équipe pourrait également être en mesure d’apprendre des choses sur la friction du vide et la gravité.

La compréhension de ces mécanismes est un objectif essentiel pour la génération moderne de la physique.

“Notre étude a de nombreuses applications, notamment dans le domaine de la science des matériaux “, a déclaré le Dr Li.

“Nous pouvons étudier les conditions extrêmes dans lesquelles différents matériaux peuvent survivre”.

La recherche est publiée dans la revue Physical Review Letters.

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