ฟิสิกส์: นักวิทยาศาสตร์ใช้ “วัตถุหมุนเร็วที่สุดในโลก” ศึกษาควอนตัมของสภาพสุญญากาศ
สภาพสุญญากาศซึ่งปราศจากสสารอย่างสิ้นเชิงนั้น ว่างเปล่าไม่มีสิ่งใดอยู่เลยอย่างแท้จริงหรือไม่ นักฟิสิกส์ควอนตัมจากมหาวิทยาลัยเพอร์ดูของสหรัฐฯ กำลังเตรียมค้นหาคำตอบในเรื่องนี้ โดยพวกเขาสร้างวัตถุที่หมุนตัวได้รวดเร็วที่สุดในโลกขึ้นมา เพื่อเป็นอุปกรณ์ช่วยตรวจสอบค้นหาความจริงดังกล่าว
ทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดย ผศ. ดร. ลี่ ถงชาง ทำลายสถิติโลกของตนเองที่ทำไว้เมื่อปี 2018 โดยสร้างวัตถุหมุนเร็วที่สุดในโลกชิ้นใหม่ ซึ่งสามารถหมุนตัวได้ถึง 3 แสนล้านรอบต่อนาที เร็วกว่าการหมุนของวัตถุที่เคยเป็นแชมป์โลกเดิมถึง 5เท่า รายงานการวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature Nanotechnology ระบุว่า วัตถุดังกล่าวคืออนุภาคซิลิกาที่เล็กระดับนาโน และมีรูปร่างเป็นทรงกลม 2 ลูกเชื่อมติดกัน คล้ายดัมบ์เบลล์สำหรับยกน้ำหนักขนาดจิ๋ว มีการใช้ลำแสงเลเซอร์ยกอนุภาคนาโนดังกล่าวให้ลอยตัวขึ้นในภาวะสุญญากาศ และยิงเลเซอร์อีกลำหนึ่งไปสร้างแรงบิดให้อนุภาคหมุนติ้วด้วยความเร็วสูงได้สำเร็จ ทีมผู้วิจัยหวังว่า จะสามารถใช้วัตถุหมุนเร็วที่สุดในโลกนี้ ตรวจจับและศึกษาปรากฏการณ์ทางควอนตัมที่เกิดขึ้นในภาวะสุญญากาศได้ เช่นปรากฏการณ์คาซิมีร์ (Casimir effect) ที่ชี้ว่าสภาพสุญญากาศที่เราเห็นนั้น ไม่ได้ว่างเปล่าอย่างแท้จริง แต่เต็มไปด้วยความผันผวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กมาก ซึ่งเกิดดับผันแปรไปอย่างรวดเร็วตลอดเวลา นักวิทยาศาสตร์ใช้แสงยกอนุภาคขนาดเล็กระดับนาโนให้ลอยตัวขึ้น และทำให้หมุนด้วยความเร็ว 3 แสนล้านรอบต่อนาที ปรากฏการณ์ทางควอนตัมนี้สามารถมีอิทธิพลต่อวัตถุที่อยู่ในภาวะสุญญากาศ เช่นทำให้ขยับเขยื้อนได้ หรือสร้างแรงเสียดทานอย่างอ่อนขึ้นในขณะที่อนุภาคกำลังหมุนท่ามกลางความว่างเปล่า ซึ่งทีมนักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยเพอร์ดูหวังว่า จะสามารถตรวจจับแรงเสียดทานในระดับที่ละเอียดมากนี้ได้ในอนาคต นอกจากจะทำให้นักฟิสิกส์มีความเข้าใจต่อภาวะสุญญากาศในเชิงควอนตัมมากขึ้นแล้ว เทคนิคการสร้างอนุภาคหมุนเร็วที่สุดในโลกยังอาจนำไปใช้ประโยชน์ในด้านอื่นได้อีกด้วย เช่นการพัฒนาทางวิศวกรรมเพื่อควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กระดับนาโนเป็นต้น