Een onderzoeksteam in Singapore heeft een technologische mijlpaal bereikt door een minuscule magneet te laten roteren met een snelheid die tot de hoogste behoort van alle bekende fysieke objecten. Deze doorbraak, geleid door Tao Wang van de Agency for Science Technology and Research, kan fundamentele inzichten verschaffen in de natuurkunde en de ontwikkeling van geavanceerde quantumtechnologie versnellen.
De betreffende magneet is extreem klein, met een diameter van ongeveer 30 micrometer, wat vergelijkbaar is met de dikte van een menselijke haar. Volgens berichtgeving van newscientist.com is dit object mogelijk het snelst draaiende voorwerp dat nog met het blote oog waarneembaar is.
De technologische opstelling
Om dergelijke extreme snelheden te kunnen genereren en behouden, maakten de wetenschappers gebruik van het Meissner-effect. Dit natuurkundige fenomeen treedt op bij supergeleiders, materialen die magnetische velden uitstoten en elektriciteit zonder weerstand geleiden. Door een magneet boven een supergeleider te positioneren, ontstaan afstotende krachten die het object doen zweven, waardoor wrijving nagenoeg wordt geëlimineerd.
De experimentele opstelling was zeer specifiek. Het team gebruikte een bolvormige magneet bestaande uit een legering van boor, ijzer en neodymium. Om luchtweerstand volledig uit te sluiten, werd deze magneet geplaatst in een vacuümkamer en een cilindrische houder van lood. Om het lood in een supergeleidende toestand te brengen, koelde het team de installatie met vloeibaar helium tot een temperatuur van ongeveer -269 graden Celsius, wat slechts enkele graden boven het absolute nulpunt ligt. Zoals beschreven door , vormde deze omgeving de basis voor de recordprestatie.
Recordcijfers en stabiliteit
Met behulp van een magnetische spoel slaagde het team erin de rotor op te zwepen tot een snelheid van 138 miljoen omwentelingen per minuut. Naast de absolute snelheid is vooral de stabiliteit van de rotatie een belangrijk resultaat. Volgens de details in het artikel van gaf Wang aan dat de rotatie zeer constant bleef; de snelheid zou naar schatting pas na 17 dagen met 50 procent zijn afgenomen.
Wetenschappelijke implicaties
Deze prestatie overstijgt het vestigen van een technisch record. De stabiele en razendsnelle rotatie biedt een nieuw platform voor experimenten die gericht zijn op het detecteren van donkere materie. Omdat donkere materie een aanzienlijk deel van het universum beslaat maar zeer moeilijk direct waarneembaar is, kunnen dergelijke precisie-instrumenten helpen bij het opsporen van deze mysterieuze deeltjes.
Daarnaast wordt verwacht dat deze technologie een katalysator zal zijn voor quantumtechnologie. De precisie en snelheid van dit systeem zijn essentieel voor nieuwe methoden van informatieverwerking en quantummetingen. De combinatie van vacuümomstandigheden, extreme koeling en supergeleidende materialen maakt experimenten mogelijk die voorheen technisch onhaalbaar waren. In de rapportage van wordt benadrukt dat dit kan leiden tot het ontsluiten van nieuwe natuurkundige wetten.