Nanopartikel berbentuk halter didukung oleh kekuatan dan torsi cahaya telah menjadi objek yang berputar tercepat di dunia.
Para ilmuwan di Universitas Purdue menciptakan objek yang berputar pada 300 miliar revolusi per menit (rpm). Atau, dengan kata lain, 500.000 kali lebih cepat daripada mesin bor dokter gigi.
Selain itu, nanopartikel silika dapat berfungsi sebagai pendeteksi torsi paling sensitif di dunia. Para peneliti berharap dapat menggunakannya untuk mengukur gesekan yang diciptakan oleh efek kuantum.
Penelitian ini diterbitkan minggu ini di Nature Nanotechnology.
Para peneliti melayangkan objek dalam ruang hampa menggunakan cahaya dalam bentuk laser, dan kemudian menggunakan laser kedua dengan pelat polarisasi untuk mengganti torsi optik pada objek untuk menguji sensitivitas pendeteksian tenaga putarannya.
“Selalu menarik untuk mencetak rekor dunia,” kata Tongcang Li, asisten profesor fisika dan astronomi, dan asisten profesor teknik listrik dan komputer di Universitas Purdue.
Pada tahun 2018, Li dan rekan-rekannya telah menetapkan rekor dunia sebelumnya untuk objek berputar tercepat dengan perangkat serupa dengan seperlima lebih cepat.
Mendengar bahwa partikel nano itu ditenagai oleh cahaya dapat membuat orang salah perkiraan, bahwa partikel itu memiliki semacam kemampuan bertenaga surya. Meskipun cahaya itu sendiri memberikan jumlah gaya sangat kecil, tetapi terukur, pada hampir semua objek.
Kita mungkin tidak dapat merasakannya secara fisik (hanya secara emosional mungkin), tetapi cahaya dari lampu neon di kantor Anda secara harfiah dan terus-menerus menekan Anda karena sesuatu yang dikenal sebagai tekanan radiasi cahaya. Itu adalah kekuatan jutaan kali lebih lemah dari gravitasi pada Anda, tetapi itu masih ada. Di ruang angkasa, cahaya bahkan dapat menggerakkan satelit menggunakan layar cahaya ( atau layar foton)
“Pada tahun 1600-an, Johannes Kepler melihat bahwa ekor komet selalu menunjuk jauh dari matahari karena tekanan radiasi,” kata Li. “Kami menggunakan hal yang sama, tetapi dengan laser yang terkonsentrasi, untuk melayang dan memutarkan partikel nano.”
Selain track record baru dalam hal kecepatan rotasi, nanopartikel dapat mengukur torsi pada level 600-700 kali lebih sensitif daripada perangkat sebelumnya.
Li mengatakan detektor torsi nano ini akan digunakan untuk mengukur dan menyelidiki efek kuantum seperti gesekan vakum.
Ini berteori bahwa bahkan benda dalam ruang hampa yang melayang oleh cahaya mengalami tingkat seret sangat kecil yang disebabkan oleh foton virtual, fluktuasi kuantum dalam ruang hampa yang dibatasi oleh prinsip ketidakpastian. Detektor nano-torsi juga dapat digunakan untuk mengukur efek terkait, termasuk efek Casmir dan magnet nano, yang pada akhirnya dapat memungkinkan para insinyur untuk mengembangkan dan mengontrol perangkat nanoelektronik.
