真空中光悬浮纳米颗粒的6 GHz超快旋转

我们报道了在光悬浮纳米颗粒系统中约6 GHz破纪录超高旋转频率的实验观测。我们利用高数值孔径（NA）物镜沿重力方向光捕获纳米颗粒，这在补偿散射力和光泳力对捕获的影响方面显示出显著优势，尤其是在中等压力（约100 Pa）下。这使我们能够在无需反馈冷却的情况下将纳米颗粒从大气压捕获至低压（$10^{-3}$ Pa）。我们测得被捕获纳米颗粒在无反馈冷却下的最高旋转频率约4.3 GHz，以及在反馈冷却下的6 GHz旋转，这是迄今报道的最快机械旋转。我们的工作为在光悬浮系统中高效观测超快旋转提供了有用指导，并可能在超灵敏扭矩检测、探测真空摩擦以及检验非传统退相干理论等方面找到多种应用。