1: 野良ハムスター ★ 2018/07/31(火) 19:31:23.60 ID:CAP_USER
パデュー大学、北京大学、清華大学、量子物質科学共同イノベーションセンター(北京)などの研究チームは、ナノ粒子を毎分600億回という超高速で回転させる技術を開発したと発表した。人工物としてはこれまでで最も高速で回転するナノスケールのローターであるとしている。量子力学における真空の性質などを調べるための実験ツールとして利用できるという。研究論文は「Physical Review Letters」に掲載された。

レーザーによる光ピンセットの技術を用いて、170nm径サイズのシリカからなるダンベル型ナノ粒子を真空中に浮かべ、これを振動または回転させた。直線偏光しているレーザー光を用いるとナノ粒子は振動し、円偏光のレーザー光を用いるとナノ粒子を回転させることができる。

空中で振動するダンベル型ナノ粒子は、一種のトーションバランス(ねじり秤)として機能する。トーションバランスは微小なモーメントの測定に適しており、1798年に英国の科学者ヘンリー・キャヴェンディッシュが行った万有引力定数と地球の密度を測定する実験で使われたことでも知られる。

キャヴェンディッシュのトーションバランスは、両端に鉛球のついた天秤棒を細いワイヤーで吊り下げてバランスさせた装置であった。天秤棒の両端の鉛球に別の大きな鉛球を近づけると、鉛球の間に働く万有引力の作用で天秤棒が振動する。振動時の天秤棒の変位角とワイヤーのトルクから万有引力定数を求めることができる。今回開発されたデバイスは、キャヴェンディッシュのトーションバランスに似た仕組みをナノスケールで実現するものであり、真空中で働く微弱な力の測定に使えるという。

量子力学によれば、真空とは何もない空っぽの空間ではなく、無数の粒子と反粒子のペア(仮想粒子)が生成消滅を繰り返している動的な場であると考えられている。振動するナノ粒子を超高感度のトーションバランスとして利用することによって、カシミール効果によるトルク、または量子重力など、真空中で働く量子力学的な作用を測定できるようになると研究チームは説明している。

高速回転するナノローターは「真空の摩擦(vacuum friction)」を調べるためにも利用できるという。真空中で回転する粒子には通常の意味での摩擦抵抗はかからないはずだが、あたかも真空中でも摩擦があるかのように回転速度が次第に落ちていく現象があるとされ、vacuum frictionと呼ばれている。これは真空から飛び出してきた仮想粒子(光子)が回転粒子にぶつかり、物質と光の相互作用によって回転のエネルギーが一部失われるためであると考えられている。

パデュー大学研究チームのTongcang Li氏とJonghoon Ahn氏 (出所:パデュー大学、写真:Vincent Walter)
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(左)直線偏光のレーザー光によってダンベル型ナノ粒子が変位角θで振動。
(右)円偏光のレーザー光によってダンベル型ナノ粒子が回転 (出所:パデュー大学)
https://news.mynavi.jp/article/20180731-672019/images/002l.jpg

https://news.mynavi.jp/article/20180731-672019/

2: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 19:34:00.32 ID:v/hgDpN2
エロ道具に使うと…

4: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 19:43:11.88 ID:oehUGZLX
三 (;´Д`)ノθ゙゙ ヴイィィィィン

9: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 19:57:01.08 ID:DViOcqQI
ミリメートルオーダー以下の重力定数って分かんないんだよな確か

15: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 20:16:53.72 ID:8k5zTEAD
真空に摩擦があるかよ
馬鹿なのか?

39: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 21:45:20.14 ID:R383b0Ax
>>15
空気抵抗だけとは限らんだろ

96: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 22:46:19.01 ID:GaiylrkR
>>15
これほど頭の悪いレスをみたのは何年ぶりだろうか…

98: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/01(水) 23:14:24.81 ID:abjvodaj
>>96
え?
あるわけないってのが世の中の常識だぞ?
実験で確かめられたことなんか一度もないんだから、この記事があるんだから。

16: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 20:20:38.00 ID:n1BhjcEa
凄いな
何かまだ発見されていない新しい現象とか起こるんじゃないの?

18: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 20:22:53.99 ID:QcNZZCc1
人工重力発生装置の開発へ、一歩近づいたような。
宇宙船の中で普通に歩いたり座ったり出来るようになると良いね。

21: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 20:26:08.82 ID:8k5zTEAD
暇なんで書くが
地球は太陽の重力に負けず回転を続けてる
太陽の放射する電磁波にも関係があるかもな?w

57: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 23:22:16.22 ID:OvC7xL77
>>21
太陽の周りを回ってるのは地球だけじゃないしな

24: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/07/31(火) 20:41:35.27 ID:cAhHr6Bi
でもそうなると
そもそも「真空」だと考えられて空間がじつは「真空」ではなかっただけということだろ
 
「真空」はなにも物質が無い空間
物質がある普通の空間でもそういう現象はおこっているはずだろう

109: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/02(木) 19:21:33.86 ID:mI7+V8PE
600億回転というと目も眩む数値だけど、
60GHzなんだよな

110: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/02(木) 19:23:13.28 ID:mI7+V8PE
>>109
ああこれ毎分か間違った
1GHzだわ

107: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2018/08/02(木) 17:12:26.66 ID:njyRaE8/
いつもより余計に回っておりま~す