【ナノテク】毎分600億回転するナノローターを開発、真空の謎解明に利用

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)
https://news.mynavi.jp/article/20180731-672019/images/001l.jpg

(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/

エロ道具に使うと…

吹いちゃうな

三 (;´Д｀)ﾉθﾞﾞ ｳﾞｲｨｨｨｨﾝ

世界教師マ.イトレーヤは死刑廃止と民営化反対を訴えています！

60000000000rpm

後の反重力エンジンである

(;´Д｀)ﾉθﾞﾞ 60000000000 ｳﾞｲｨｨｨｨﾝ

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

やっぱり

1秒で10億回なんて気持ちよすぎるんじゃないか？
瞬感絶頂ナノローター

イグゥ〜イグゥ〜

やっぱピンクなの？

＞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
地球の重力に静止抑止効果があると前にも書いただろ？

真空に摩擦があるかよ
馬鹿なのか？

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？

毎分600億回転ｗｗｗｗｗ

最高やん


ケツに入れますわ

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。

おまえらの性器って量子論スケールなのかよ・・・

>>4
もうやめてええー
イグぅーーーー！

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

こういうのってどうやって数えてんの？

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

>>18
逆に無重力になるんじゃねえの

>>2
>>3
>>4

これプールにばらまいたらものすごいことになる

ついに夢が実現する

内出血しそうだな

予想通りロータースレになってた

(っﾟ(ｪ)ﾟ)っEテレ民警報発令！直ちに避難を！

羞恥！ローター入れたまま、

この170nmのシリカっていう粒子を秒速10億回転させると、遠心力はどれくらいになるの？詳しい人教えて下さいませ。

想像しただけでカウパーが止まらない

俺の計算だと回転体の直径が0.02652582385mmだと周速度が光速になる

予想通りのスレだった。
安心した。

1GHzの回転子をセンサーに使うつもりで作りました、という記事

でもねぇ
真空の摩擦で回転速度が次第に落ちていく現象が仮想粒子が回転粒子にぶつかって回転のエネルギーが一部失われるからと言うならば、ぶつかって加速する事も観測されなきゃいけないと思うの

わーむホールが発生するな

毎秒1,000,000,000.回転だと1GHzだな

>>15
空気抵抗だけとは限らんだろ

億ってやばくね？ｗ

>>25
え？

>>15
イカロスの推進力の源泉を理解して>>1を読め

読んだ上で、仮設に反論したいなら、反証の仮設と実証をジャーナルででも投稿しろ

>>32
何のためにそんなこと知りたいの？粒子の回転を止めたいとか？

5ちゃんねるって低脳揃いだな

女王蜂用のピンクローターを作って蜂蜜の生産量を増やすとか、
血管内を移動する何とかロボットのモーターに使えるとかそんなのかなと思ったけど、
何かそういう機械的な用途じゃないっぽいな。

１GHｚと聞くと大したことなく感じるな
逆に今のCPUの駆動速度が理解を超えてるわ

マムコがワームホールになるやつ？

おもろい話だ

まんさんに使ったらどうなってしまうん？

>>36
真空中の対消滅が摩擦抵抗として働くなら、真空中にエネルギーが逃げることになるもんね
もしくは真空中にエネルギーが逃げるから、対消滅ペアが生まれる？

中に入れては駄目な物のような気がする

ナノローターなの。

>>42
今ラーメン食って帰ってきたが？
お前仕事何してんの？

回転速度が光速超えてるんじゃないの

ああ、バワー８６倍のビッグバンローターってヤツか

これ尿道に突っ込んでブルルルしたい即逝きそう

>>21
太陽の周りを回ってるのは地球だけじゃないしな

>>44
当たり前じゃん＋夏休み

　
これで絨毯を造れば空飛ぶ絨毯のできあがり
　

>>44
いまごろ気づくとは超低脳

光で回転させるってどういうこと？

速度が落ちるのは完全な真空じゃないからでは？

そもそも通常物質のデバイ振動数考えればこのスケールのものが60G/minとか高速でもなんでもない

ローター当てた瞬間にイッちゃったわ

振動させるだけなら
電子レンジは4Ghzで分子を振動させてるな

振動じゃないぞアホ記者

>>27
いっせいにスク水女子が（略

男子は鮭みたいに（略

質量増えるの？

ローターの軸の外周が光の速度に近くなって時間が遅くなり始めた事が速度低下の原因では？

イキすぎてしまう

>>43
いやただの好奇心だよw

ピンクローターが
本当の意味で輝き始めるのか(｀・ω・´)

>>22
野鳥の会が数人でカウンターをカチカチやります。

いろいろ捗る

実際真空のことはあまりわかってないからな
真空のなかで抵抗があるのか
そのメカニズムに迫ろうって話か

真空摩擦なんて現象のことを初めて知った。
通常の摩擦なら回転エネルギーは摩擦熱に変わるわけだが、
真空摩擦では どこに消えるんだろう？
もしかしてエネルギー保存則の反例？

>>76
いつかあったみたいにニュートリノみたいな見つけにくい素粒子になって
どこかに飛んでいくって事じゃね？

>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。

これ、前から気になっていたんだけど
対生成はエネルギー ±０ でできるにしても対消滅時にエネルギー放出してしまってエネルギー保存の法則が破れない？
対生成にその分のエネルギーが必要なのか…？

>>78
対生成ではエネルギー±ゼロにはならない。
どこからかエネルギーを借りる事で質量を生成する。

そこでずれたエネルギーの帳尻は対消滅で±ゼロになる。
質量を消し去る事でエネルギーに戻して帳尻を合わせる。

「極短い時間なら、質量・エネルギー保存則が破れても構わないが、
それなりの時間で見ると、保たれている」という事が仮定されている。

後だしじゃんけんみたいな理屈だけど、そういう辻褄合わせを認めてしまうと、
楽になれるの。

現時点では、何故かと問われても答えられないし、対生成・対消滅が起きて
いる事自体仮定の話。ただ、そう考えると、あらゆることの辻褄があってしまう
ので、そういう形で素粒子物理学のモデルは形作られている。

もっと単純で本質的な仮定からスタートして、現在の素粒子物理学で説明されて
いる事柄を包含し、現在生じている矛盾も解決し、これから見つけられるであろう
新現象を予言し、そのいくつかが正しいと認められたら、アインシュタインを超える
事ができるよ。

>>79
やはりエネルギーは必要だよな
完全な真空中でどこからそれを得るのかとか疑問は色々あるが
まあ、仮定の話だから突き詰めても今の段階では意味はないか

ナノマシンを体に埋めて
弱視、肥満、痛風、糖尿病を治したい

>>79
真空の摩擦とやらで、回転数が徐々に落ちるなんてことが確認できたら、ミクロな時間内なんてごまかしきかないよね？
ラプラスみたいな悪魔が小さな世界にゃいても良いってことかね？

>>80
＞完全な真空中でどこからそれを得るのかとか疑問は色々あるが

真空では粒子と反粒子がぽこぽこ生まれて対消滅してるってかいてある
真空の揺らぎとか言う奴
そいつはトータルでゼロになるはずだけど、この小さなダンベルにあたってエネルギーが移るならそう言う説明が破綻する現象な気がする

ミジンコ　「イクイク〜?」

>>2
そんなナノレベルのブツで満足する女がいるのかよw

>>82
ラプラスみたいな悪魔っていうとラプラスさんが悪魔みたいだろ
可哀想だ

ここまで「バナナ」の記述無し

原爆並みの爆発起きたりして

カシミール効果
カモミールティー

>>56
尿道に突っ込むとか恐ろしいこと言うな。
キュンってなったわ。

(;´Д｀)ﾉθﾞﾞ ｳﾞｲｨｨｨｨﾝ

>>82
エネルギーをマイナスし、質量プラスになっているんだから、辻褄はあってるだろ。

わざわざ分単位にして話を大げさにするなよ、
毎秒１０億回転と考えたら大した事無い

真空とはいったい・・・うごごご！

>>93
大したことが無い根拠は？

>>15
これほど頭の悪いレスをみたのは何年ぶりだろうか…

>>92
そのエネルギーは一時借りても良いけど返さなきゃいけない
返せないじゃん

>>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。

>>97
それは真空のエネルギーの場合。
回転運動のエネルギーの場合は、既にそこにエネルギーが存在する。

ブラックホールの蒸発よりはマシな話だと思うけど。

>>99
粒子を回転させるのってどうやってやってるの？

>>99
＞回転運動のエネルギーの場合は、既にそこにエネルギーが存在する。

どこから、なんの、エネルギー？
で、それは1の記事のどれ？

ダイヤに置くと穴あきそう

左回転と右回転で質量の差が弟るんじゃなかったっけ？

毎分600億回のローターで超高感度に？？
さらにワイヤーで吊り下げて・・・
しかもダンベル型とは・・・
けしからんな

ナノ…(;´Д｀)ﾉoﾞﾞ ｳﾞｲｨｨｨｨﾝ

校門吹っ飛ぶ

いつもより余計に回っておりま〜す

磁石として回転すれば１00MHz相当の電磁波が発生するな

600億回転というと目も眩む数値だけど、
60GHzなんだよな

>>109
ああこれ毎分か間違った
1GHzだわ

まちがい１GHｚだった一桁ずれた。
６０GHｚとか言っているアホに習って俺も１００MHｚとか馬鹿なこと発言してしまったｗ

ゴォォォォルドッ！　フィンガァァァァァァァッ！！

ＪＯ↑ＪＯ↓

重力なんて無かった！

ただのえんしんりょくだった！

>>56
それ結石の治療に応用できるな

こんなに振動したら俺の暴れん棒は、完全に勃起する前に精液を垂れ流してしまうよ。

(;´Д｀)ﾉθﾞﾞ ｳﾞｲｨｨｨｨﾝ

どんな女でも一瞬でイカせるローター

イクには段階とプロセスが必要だからどんな高速なローターだろうと一瞬でイカすことはできない

高速で往くな！？

>>76
てゆうか、回転が落ちていくなら最終的には静止しなくちゃいけないんだが
そもそも静止した真空ってあんの？
エーテルの亡霊が蘇るんじゃ・・・

>>81
ポア（転生）したほうがいい

ナノとか全然感じないだろ

何で毎分なの？どうやって測定したんだろ

(;´Д｀)ﾉθﾞﾞ ｳﾞｲｨｨｨｨﾝ

回転数の工学での常用単位はRPM　（rotation per minute=分毎の回転数）
なぜそれを使うかというと、なるべく小数点以下を使わずに3−4桁の
整数で（それなりの精度で）表したかったから。

頭悪くてごめんなさいだが、俺には真空というもの(状態)が理解できない この宇宙には物質しか無い(はず)なのに、その物質が無いとはどういうことなのよ？

>>127
あまねく物質はあるんだよ
何も無いところから物質は現れ対消滅を繰り返している

光子の衝突レベルの抵抗なんて分かるの？
その測定にもレーザー使うんでしょ

>>1
最大出力何馬力超回転だからすごく出そうだな

外周が物質として存在すると言っても過言ではないんじゃないか？

量子の世界は夢があってわくわくするな

物が1GHzで回ってるとして重力にさらされるとブレーキがかかって0.99GHzになることを観測できたら微細重力観測成功ってことかな

ボーグのナノプローブはまだか?