Канарейку брали в шахту не ради песен. Птица падала с жёрдочки раньше, чем шахтёр замечал угарный газ. В сверхвысоком вакууме роль канарейки играет облако из ста тысяч атомов лития или рубидия. Лазер охлаждает их до десятков микрокельвинов, и они повисают в неглубокой магнитной ловушке, глубина которой всего около одной тысячной кельвина. Молекулы остаточного газа, летящие с комнатной скоростью, сталкиваются с холодными атомами и выбивают их из ловушки. Чем больше молекул в камере, тем быстрее пустеет облако.
Раньше давление мерили ртутными столбами и поршневыми манометрами, но в глубоком вакууме они теряют точность. Новый метод считает удары молекул по холодным атомам напрямую. Частота потерь атомов из ловушки показывает, сколько молекул остаточного газа носится по камере. А значит, и какое давление они создают. Это как считать удары дождевых капель по луже: чем больше капель, тем быстрее лужа теряет спокойствие.
Сегодня датчик измеряет давление в диапазоне от пяти нанопаскалей до пятидесяти микропаскалей с точностью один-три процента. Он не нуждается в калибровке по другому прибору, потому что опирается на точные квантовые расчёты. Это первый шаг к тому, чтобы в сверхвысоком вакууме появился свой эталон, простой и надёжный, как канарейка в шахте.
Литиевый источник в ХАВД настолько холодный, что давление его паров при комнатной температуре ниже $10^{-16}$ Па, что в $10^{12}$ раз меньше, чем у рубидия. Один грамм рубидия в атомной печи может обеспечивать поток атомов $10^8$ в секунду более ста лет.
Идея датчика, который чувствует отдельные столкновения с молекулами, перекликается с атмосферными сканерами из «Дюны» Фрэнка Герберта, где чувствительные приборы улавливают малейшие изменения состава воздуха.