为了科学,我们追求极限,苏格兰的一群科学家,决心研究出人造物体到底最快能够转多快,以及转到这么快时会发生什么事,实验的结果,答案是:秒速 1,000 万转,或每分钟 6 亿转。
秒速 1,000 万转有多快?这比一般洗衣机的转速快上 50 万倍,比一般汽车引擎的转速快上 30 万倍。
实验品是真空中的一小球碳酸钙──碳酸钙是咱们中学理化实验的好朋友,如果你已经忘记这么久以前的事,那么在水泥、石灰和某些钙片里头都可以找到──直径四万分之一公分,科学家们用脉冲激光照射它,以偏振的原理提供旋转力道,很快的,小碳酸钙球就像小陀螺仪一样越转越快、越转越快。
在旋转过程中,科学家们观察到,除了旋转以外,小碳酸钙球上的粒子还有压缩与三度空间振动的现象,一直到秒速 1,000 万转时,球体表面承受的离心力是重力的 10 亿倍,小碳酸钙球承受不住,于是就解体了。
量子力学科学家以往也常做类似的旋转实验,不过多半是拿一个原子或分子来做实验,拿这么“大”的物体还是头一遭,所以这次研究的科学家们也创下了人造物体旋转速度的记录,研究团队成员说,能创下记录很不错,虽然可能只能保持一下下。
但这个实验只是为了创下记录吗?并非如此,科学家发现,即使是在真空中旋转,还是仿佛有一股力道在阻止小碳酸钙球的旋转动作,他们称之为“量子摩擦力”,虽然到底是否真有量子摩擦力,以及这种力量的本质尚不明朗,但科学家相信若能研究清楚,可能会对热力学的了解有相当帮助。
我想全世界的科学家会很乐意牺牲无数个小碳酸钙球来研究清楚的。
(photo credit: University of St. Andrews)
原始新闻
Fastest man-made spinning object clocks in at 600M rpm
University of St Andrews scientists create ‘fastest man-made spinning object’