Физики в США измерили отдачу наночастицы от удара одиночной молекулы

Американские ученые разработали метод, который позволяет фиксировать столкновения одиночных молекул газов с наночастицами и измерять импульс, передаваемый при ударе. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, сообщает ТАСС. Об этом пишет издание ТАСС.

Исследователи впервые напрямую измерили силу, которую придают наночастице сталкивающиеся с ней молекулы. Отдача от частиц, которые легче наночастицы в десятки миллионов раз, была зафиксирована экспериментально. Это открывает путь к использованию макроскопических объектов для наблюдения за квантовыми взаимодействиями.

В Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) Дэниел Карни и его коллеги создали устройство, где кремниевая наночастица массой в миллионную долю нанограмма левитирует в оптической ловушке. Она удерживается неподвижной по двум осям, но колеблется по третьей с высокой частотой.

При столкновении с молекулой газа амплитуда этих колебаний резко меняется на короткое время. Это позволяет регистрировать удары и вычислять переданный импульс. В ходе опытов ученые зафиксировали столкновения с атомами криптона, ксенона и гексафторида серы.

Метод пригодится не только для изучения помех в квантовых компьютерах и сенсорах. Его можно использовать для поисков темной материи и явлений за пределами Стандартной модели, отслеживая взаимодействия неизвестных частиц с помощью простых датчиков на основе левитирующих наночастиц.