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Schnellstes rotierendes Objekt Weltrekord: Nichts dreht sich schneller

Autor / Redakteur: Oliver Morsch* / Dr. Ilka Ottleben

Eine Kreiszeitung wirbt für ein Karussell mit der angeblich schnellsten Beschleunigung von „unglaublichen“ 18 Umdrehungen pro Minute. Eine Eiskunstläuferin schafft bei einer Pirouette in einer Sekunde etwa zwei Umdrehungen, die Trommel handelsüblicher Waschmaschinen dreht sich im Schleudergang etwa 1600 mal in der Minute, also rund 26 Mal in der Sekunde. Alles Peanuts! An der ETH Zürich steht nun eine Apparatur, die das am schnellsten rotierende Objekt der Welt enthält. Und das im Dienste der Forschung.

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Manch einem Mensch schwindelt es schon im Kettekarusell. ETH-Forscher haben Nanopartikel nun dazu gebracht, sich eine Milliarde Mal pro Sekunde um die eigene Achse zu drehen – ein Weltrekord. (Symbolbild)
Manch einem Mensch schwindelt es schon im Kettekarusell. ETH-Forscher haben Nanopartikel nun dazu gebracht, sich eine Milliarde Mal pro Sekunde um die eigene Achse zu drehen – ein Weltrekord. (Symbolbild)
(Bild: ©Cmon - stock.adobe.com)

Zürich/Schweiz – Nichts auf der Welt dreht sich schneller als ein winziges Teilchen in einem Labor des Instituts für Photonik in Zürich. Dort gelang es ETH-Professor Lukas Novotny und seinen Mitarbeitern, ein nur einhundert Nanometer großes Glaspartikel – tausendmal kleiner als der Durchmesser eines Haares – derart zu manipulieren, dass es sich pro Sekunde mehr als eine Milliarde Mal um seine Achse dreht. Von solchen Experimenten erhoffen sich die Forscher unter anderem neue Erkenntnisse über die Stabilität von Glas und anderen Materialien bei extremen Belastungen.

Pinzette aus Licht verhilft zum Weltrekord

Um einen Gegenstand dazu zu bringen, sich derart schnell zu drehen, muss man einigen technischen Aufwand betreiben. „Wir fangen das Glasteilchen dazu in einer Vakuumapparatur mit Hilfe einer so genannten optischen Pinzette ein“, erklärt René Reimann, der als Postdoktorand in Novotnys Labor arbeitet. Eine optische Pinzette ist ein stark gebündelter Laserstrahl, in dessen Brennpunkt das Glaspartikel durch Lichtkräfte in der Schwebe gehalten wird. Dies erlaubt es den Wissenschaftlern, jeglichen direkten mechanischen Kontakt zwischen dem Partikel und der Außenwelt zu vermeiden, der zu Reibungsverlusten führen würde. Zudem ist der Druck in der Apparatur hundert Millionen Mal geringer als der normale Luftdruck auf Meereshöhe, so dass nur sehr selten einzelne Luftmoleküle mit dem Partikel zusammenstoßen und dieses geringfügig abbremsen.