تمكّن فريق من الباحثين من جامعة سانت أندروز من الوصول لأقصى سرعة مغزلية لغرض من صنع الإنسان. الباحثون يوشيهيكا أريتا (Yoshihiki Arita)، مايكل مازيلو (Michael Mazilu) و كيشان دولاكيا (Kishan Dholakia) من كلية الفيزياء و علم الفلك في جامعة سانت أندروز، تمكّنوا من رفع كرة مجهرية و إدارتها بسرعة فائقة، باستخدام ضوء الليزر في الفراغ فقط، و لفترة وجيزة و بسرعة تصل إلى 600 مليون دورة في الدقيقة قبل أن تتحطم.
هذه السرعة هي نصف مليون مرة أسرع من سرعة دوران آلة الغسيل المنزليّة و أسرع ألف مرة من حفّار الأسنان. تم نشر البحث في دورية Nature Communications. على الرغم من أن هناك الكثير من البحوث الدولية لإستكشاف ما يحدث على الحدود بين الفيزياء الكلاسيكية و فيزياء الكم، إلا أن معظم هذه الأبحاث تستخدم الذرات أو الجزيئات. يهدف فريق سانت اندروز لفهم ما يحدث لأشياء أكبر تحتوي على مليار ذرة أو أكثر.
للقيام بذلك صنعوا كرة مجهرية من كربونات الكالسيوم يبلغ قطرها فقط 4 من المليون من المتر. استخدم الفريق القوة الضئيلة لضوء الليزر لحمل الكرة بالضغط الإشعاعي للضوء – مثل رفع كرة الشاطئ بتيار من المياه. استغلوا خاصية استقطاب ضوء الليزر الذي يتغيّر لدى مرور الضوء من خلال الكرة المرفوعة، و ممارسة لفّة صغيرة أو عزم دوران. وُضعت الكرة في فراغ أزال إلى حد كبير الإحتكاك الناتج من الغازات الموجودة في الوسط الغير مفرّغ، مما سمح للفريق بتحقيق معدلات دوران عالية جدا. بالإضافة إلى الدوران، لاحظ الفريق “تذبذب” الكرة في الأبعاد الثلاثة، و الذي يمكن أن يُفهم على أنه “تبريد” للحركة.
أساسًا تصرفت الجسيمات كأصغر جيروسكوب – جهاز يقيس أو يحفظ التوجه – في العالم، و حققت إستقرارها عن طريق دورانها حول محورها. معدّل الدوران سريع جدًا بحيث أن التسارع الزواوي – تسارع الدوران حول المحور – على السطح الكرة يبلغ مليار ضعف تسارع الجاذبية الأرضيّة، إنه لأمر مدهش أن قوى الطرد المركزي الناتجة من الدوران لا تسبب التفكك الآني للكرة. بالإضافة إلى جوانب الفيزياء الأساسية مثيرة، سوف تسمح هذه التجربة بدراسة أفضل لطبيعة الاحتكاك في النظم الصغيرة جدًا، التي لديها صلة بالجيل القادم من الأجهزة المجهريّة.
