Nanotecnologia

Objeto rotativo mais rápido do mundo atinge 600 milhões de rpm

Objetivo rotativo mais rápido do mundo atinge 600 milhões de rpm
Os pesquisadores não sabem o que aconteceu com a esfera ou porque ela se desintegrou, já que as forças tradicionalmente envolvidas deveriam tê-la feito se quebrar muito antes dessa velocidade. [Imagem: University of St Andrews]

Rotação total

Pesquisadores criaram o objeto rotativo mais rápido do mundo.

A demonstração pode ajudar a elucidar a fronteira que separa os fenômenos explicados pela mecânica clássica dos fenômenos explicados pela mecânica quântica - se é que há uma fronteira entre eles.

Uma esfera microscópica, em levitação, foi posta para girar, impulsionada apenas pela luz de um laser, até atingir 600 milhões de rotações por minuto (rpm).

Mas isso não foi o mais impressionante: depois do último registro, a esfera simplesmente desapareceu, provavelmente tendo-se esfarelado completamente.

Os pesquisadores não sabem o que aconteceu com ela ou porque ela se desintegrou, já que as forças tradicionalmente envolvidas deveriam tê-la feito se quebrar muito antes dessa velocidade.

"Este sistema coloca questões fascinantes no que diz respeito à termodinâmica e é um sistema difícil de modelar teoricamente," justificou o Dr. Michael Mazilu, da Universidade St. Andrews, no Reino Unido.

Menor giroscópio do mundo

Embora haja muita pesquisa explorando o que acontece na fronteira entre a física clássica e a física quântica, a maior parte do trabalho experimental utiliza átomos ou moléculas.

Yoshihiko Arita então teve a ideia de ver o que acontecia com objetos maiores, contendo um bilhão de átomos ou mais.

Objetivo rotativo mais rápido do mundo atinge 600 milhões de rpm
A microesfera comportou-se como o menor giroscópio do mundo, estabilizando o seu movimento em torno do seu eixo de rotação. [Imagem: Arita et al./NatComm]

Para isso, ele fabricou uma esfera microscópica de um mineral de carbonato de cálcio conhecido como vaterita - a esfera media 4,4 micrômetros de diâmetro.

A equipe usou um feixe de laser para levitar a esfera, fazendo-a pairar apenas com a pressão de radiação da luz. Para diminuir o atrito, eles fizeram isso no vácuo.

A seguir, eles exploraram a propriedade de polarização do laser, que muda quando a luz passa pela esfera - o material da esfera é birrefringente -, exercendo uma pequena torção - um torque - que fez a esfera girar cada vez mais rápido.

Essencialmente, a microesfera comportou-se como o menor giroscópio do mundo, estabilizando o seu movimento em torno do eixo de rotação.

O último registro marcou um movimento a 600 milhões de rpm, mas ainda não foi suficiente para oferecer informações sobre uma elusiva "fricção quântica".

"A taxa de rotação é tão rápida que a aceleração angular na superfície da esfera é 1 bilhão de vezes maior do que a da gravidade na superfície da Terra," comparou o Dr. Mazilu.

Bibliografia:

Laser-induced rotation and cooling of a trapped microgyroscope in vacuum
Yoshihiko Arita, Michael Mazilu, Kishan Dholakia
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 2374
DOI: 10.1038/ncomms3374




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