Для обнаружения так называемых сил "квантового трения", которые воздействуют даже на объекты, находящиеся в абсолютной пустоте, ученые начали использовать вращение. Вращающаяся наночастица, заключенная в ловушке лазерного света в вакууме, является активным элементом самого высокоточного и высокочувствительного датчика, способного измерить центробежные и другие силы, возникающие при вращении.
Отметим, что наночастица, о которой сейчас идет речь, может вращаться со скоростью более 300 миллиардов оборотов в минуту. "Это является самым маленьким и самым быстрым ротором, сделанным человеком когда-либо" - рассказывает Тонгканг Ли (Tongcang Li), ученый из университета Пурду.
Для измерения центробежных и других сил ученые освещают наночастицу импульсами света второго лазера, которые следуют с равномерной частотой, поддерживаемой с высокой точностью. Свет этого лазера циркулярно поляризован, плоскости колебаний электромагнитной волны этого света вращаются со временем. Это изменение поляризации света служит своего рода второй более высокоточной шкалой датчика, которая позволяет измерить изменение скорости вращения наночастицы между двумя вспышками лазерного света.
Когда ученые провели непрерывные измерения в течение 100 секунд, они получили значение крутящего момента на уровне 0.4 триллионной квадриллионной ньютон-метра. Для справки, крутящий момент в один ньютон-метр может заставить сделать пару оборотов шляпу, поднятую на кончике указательного пальца. Полученные результаты позволили ученым рассчитать, что созданный ими датчик имеет в 700 раз большую чувствительность, чем любой другой датчик сил вращения, имевшийся в распоряжении людей до последнего времени.
Пока еще не ясно, является ли измеренная учеными величина крутящего момента результатом работы "квантового трения". Ведь вполне может быть, что все это есть результаты воздействия еще одного и пока неизвестного фактора, внешних электромагнитных полей, к примеру. Но ученые надеются, что дальнейшие эксперименты с новым датчиком позволят им выяснить это и расставить, таким образом, все точки над i.
