Физики измерили сверхмалую силу с помощью одного атома

Физики измерили сверхмалую силу с помощью одного атома

Силу в 95 зептоньютонов (менее 0,0000000000000000001 Н) вызывают фотоны, отскакивающие от атома иттербия.

Австралийские физики под руководством доктора Эрика Стрида (Erik W. Streed) из университета Гриффита в Брисбене измерили сверхмалую силу величиной менее 0,0000000000000000001 Н с помощью манипуляций с одним-единственным атомом. Статью об этом достижении, опубликованную в журнале Science Advances, пересказывает сайт Science News.

Ученые взяли атом иттербия (70-й элемент Таблицы Менделеева, относится к группе лантаноидов), удалили у него один электрон и поймали атом в «ловушку» из электрических полей. После этого, с помощью лазерного луча атом охладили почти до температуры абсолютного нуля: –273.15 °C, с помощью лазера. Атом при этом испускал излучение, пучки которого фокусировались с помощью линз Френеля.

Изучая таким образом движения атома, доктор Стрид с коллегами смогли зафиксировать его реакцию на электрические поля, а также измерить сверхмалую силу, когда фотон отскакивал от атома иттербия. Она оказалась равной 95 зептоньютонам (0,000000000000000000095 Н).

Это примерно равно силе гравитационного взаимодействия, которая существует, например, между двумя людьми, один из которых находится в Вашингтоне, а другой — в Далласе.

Достижение австралийцев, во-первых, показывает возросшие возможности современной квантовой физики, а, во-вторых, дает новую интересную информацию о том, как устроен наш мир на этом уровне.

Напомним, ранее физикам удалось создать транзистор и мотор из одной молекулы (за последнее достижение в 2016 году была присуждена Нобелевская премия по физике).

[Иллюстрация: атом иттербия (красный круг) сдвигается лучом лазера (фиолетовый) в новое положение (красный круг), а система линз дает изображение этого на плоскости (черная стрелка) / V.Blums et al/Science Advances 2018]