29.04.2010
На рис. Фазовокогерентное измерение скорости по методу Допплера. (Michael J. Biercuk et al., ArXiv)
Новый рекорд: ученые измерили самое маленькое значение силы, заманив в магнитную ловушку ионы бериллия.
Пойманные в магнитную ловушку Пеннинга (прибор, в котором ионы удерживаются двумерном пространстве сильным магнитным полем, а в третьем измерении - слабым электростатическим полем) ионы могут служить чрезвычайно чувствительным детектором, объясняют авторы метода, ученые из Австралии (Сиднейский университет - NSW) и США (Национальный институт стандартов и технологий -NIST). С их помощью они измерили крошечное значение силы в 174 йоктоньютона (174 x 10-24 ньютона), тем самым побив прежний рекорд (10 в минус 18 степени ньютона - аттоньютон).
В ловушку было поймано 60 ионов бериллия, ученые держали их при низкой температуре, чтобы исключить тепловое движение. Ионы находятся под влиянием электрических или магнитных полей, которые заставляют их вибрировать и отодвигаться от центра. Любое движение, производимое прикладываемым полем, определяется по отражению лазера от ионов и измеряется по допплеровскому смещению частоты света. Такая система позволила определить силу порядка йоктоньютонов.
Наш способ основан на возбуждении нормальных мод движения ионов в ловушке при наложении внешних электрических полей и использования метода Допплера, который определяет движение ионов с амплитудами, измеряющимися в нанометрах, объяснил профессор Майкл Биркук (Michael Biercuk) из Сиднейского университета.
Способность определять чрезвычайно маленькие значения сил очень важна для разных областей, в том числе для получения точных изображений резонанса спина, в микроскопии и при проверке физических явлений.
http://arxiv.org/abs/1004.0780
