Магнит на холодильнике притягивает скрепку — это поле мы чувствуем руками. А теперь уменьшите это поле в миллиард раз. Такие слабые сигналы испускают атомы внутри нашего тела, и их очень трудно поймать.
Учёные собрали датчик из особых молекул, которые сами ведут себя как крошечные магнитики. Эти молекулы поместили в каплю объёмом с бактерию — примерно одну миллионную долю миллиметра. Проблема в том, что магнитики мешают друг другу, как музыканты, играющие вразнобой. Исследователи придумали «дирижёра» — последовательность радиоимпульсов, которая заставляет все молекулы колебаться в такт. Благодаря этому сигнал не затухал целых 400 микросекунд — в тысячи раз дольше, чем раньше.
С таким инструментом учёные уловили сигнал от нескольких десятков атомов, расположенных рядом. Датчик можно прикреплять прямо к изучаемой молекуле — как приклеить микрофон к струне гитары. Это открывает путь к наблюдению за работой белков и лекарств на уровне отдельных атомов.
Так крошечные магнитики в капле превратились в уши, способные слышать шёпот атомов.
Датчик работает в капле объёмом в одну миллионную долю миллиметра — это в тысячу раз меньше, чем точка в конце этого предложения.
Такие датчики напоминают трикодер из «Звёздного пути» — прибор, который сканирует вещество на молекулярном уровне.