Остриё, которое слушает экспресс
Игла туннельного микроскопа парит над поверхностью на расстоянии меньше диаметра атома. Обычно она ощупывает рельеф, как палец — страницу шрифта Брайля. Теперь та же игла научилась слушать, как дрожит мембрана размером с ноготь.
В новом эксперименте игла микроскопа стала и смычком, и микрофоном. Она слегка касается мембраны электрическим полем и заставляет её вибрировать, а потом улавливает эти колебания. При температуре жидкого гелия мембрана поёт так чисто, что её движения видны с точностью до пикометра — это в сто раз меньше атома.
Такой деликатный подход не нагревает и не тормозит мембрану. Раньше для наблюдения за такими колебаниями требовались лазеры или сложные электрические схемы, которые неизбежно вмешивались. Теперь можно заглянуть в собственную жизнь микроскопического осциллятора, не мешая ему.
Этот метод открывает дорогу к датчикам, которые почувствуют силу в тысячи раз слабее веса пылинки. А значит, станут возможны сверхточные измерения давления и движения при сверхнизких температурах — например, в квантовых устройствах будущего.
Пикометр — это одна триллионная метра. Если увеличить атом до размеров футбольного поля, пикометр будет толщиной с человеческий волос.