Наименьшая сила, измеренная до сих пор
Благодаря новому методу силы теперь можно измерять примерно в тысячу раз точнее, чем в предыдущих подходах. Майкл Биркук из Сиднейского университета и его коллеги использовали несколько десятков ионов в качестве высокочувствительного датчика для определения сил порядка одной триллионной триллионной ньютона.
Команда уловила 60 ионов бериллия в ионную ловушку и использовала лазеры, чтобы охладить их до менее чем тысячной доли градуса выше абсолютного нуля. Затем Бирчук и его коллеги применили внешнее электрическое поле, которое эффективно подтолкнуло частицы. Эти движения влияют на лазерный свет, отраженный от ионов.
Команда обнаружила результирующие изменения в лазерном свете и, таким образом, смогла определить движение атомов. Ученые сообщают, что с помощью этого метода удалось измерить силу всего в 174 триллионных триллионных ньютона, или 174 йоктоньютона (10-24 ньютона). По их мнению, с одним ионом можно определить даже силы всего в один йоктоньютон.
Ионы бериллия могут быть использованы в качестве крошечных датчиков силы, по словам Берчука и его команды, например, для проверки гравитационных и квантовых эффектов или для детального изучения поверхностей материалов.
Преимущество нового метода заключается в чрезвычайно легком измерительном зонде - нескольких десятках ионов бериллия - который реагирует намного чувствительнее, чем использовавшиеся ранее детекторы. Они основаны на механических резонаторах микро- или нанометрового размера, то есть на крошечной проволоке. В более ранних измерениях можно было обнаружить только силы в диапазоне аттоньютонов (10-18 ньютонов).