Voici à quoi sert l’objet en rotation le plus rapide du monde

Science

Par Felix Gouty le

La vitesse de rotation record d’une paire de billes en silice de quelques nanomètres pourrait bien finir par nous renseigner sur les forces qui régissent le monde quantique.

La vitesse de la lumière, telle qu'elle est matérialisé dans Star Wars.
Dans les films Star Wars, voici ce que l’on voit dans un “saut dans l’hyper-espace” à vitesse-lumière (Crédits : Google Maps).

16 956 kilomètres par heure : c’est l’équivalent en vitesse linéaire de la vitesse d’un objet minuscule mis en rotation par des physiciens de l’université Purdue dans l’Indiana, aux États-Unis. En termes de vitesse de rotation, c’est un nouveau record pour un objet créé par l’être humain. Celui-ci est en fait une paire de billes de silice de 150 nanomètres de diamètre. Les chercheurs les ont mise dans une cloche sous vide, à température ambiante. Ils les ont ensuite éclairé de deux lasers pour la mettre en rotation. Sous l’impulsion de l’énergie lumineuse constante d’un laser de 500 milliwatts et le rayon pulsatile d’un autre, les minuscules billes se sont élevées au-dessus de la surface de leur support et se sont mises à tourner très rapidement sur elle-même. A son maximum, leur vitesse de rotation a atteint les 300 milliards de tours par minute (rpm) ! Pour convertir cette vitesse de rotation en vitesse linéaire conventionnelle (en km/h), il suffit d’effectuer quelques conversions d’unité (de rpm en rad/s) et une formule mathématique (v (m/s) = R (m) x w (rad/s)).

L’objectif de cette expérience record était de mettre au point un objet et un dispositif capable de s’élever à une vitesse si importante qu’ils pourraient nous renseigner sur la nature du vide. En effet, au-delà d’une certaine vitesse, l’objet en mouvement provoque des frictions ou torsions détectables grâce à des détecteurs de torsion ultrasensibles. Cette friction apparaît par la rencontre de particules avec l’objet en question. Cependant, dans le vide, ces particules ne devraient théoriquement pas exister. Pourtant, s’il y a friction, c’est qu’il y a contact : une telle expérience démontre donc que même dans le vide, il existe bien des particules physiques. La mesure de telles frictions pourraient ainsi renseigner davantage les chercheurs sur les forces quantiques, les phénomènes physiques fondamentaux qui régissent le monde de ces particules à l’échelle subatomique.

Guinness world records 2020
  • Collectif
  • Éditeur: Hachette Pratique
  • Édition no. 2020 (09/04/2019)
  • Relié: 256 pages