Продемонстрирована самая чувствительная система для измерения сил

Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.

Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу https://n-n-n.ru.
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.

Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru

-->

Физики из Национального института стандартов и технологий (США) сумели зарегистрировать силу в 174 иН (йоктоньютон, 10-24 Н), обновив рекорд чувствительности измерений.

В экспериментах использовались группы ионов бериллия 9Be+, помещенные в ловушку Пеннинга. Осевое и радиальное смещения заряженных частиц в такой ловушке контролируют сильное однородное магнитное поле (в данном случае было выбрано поле с индукцией в 4,5 Тл) и электрическое поле. Температура ионов понижалась до требуемых значений по методике доплеровского охлаждения.

Для того чтобы воздействовать на колеблющиеся ионы с некоторой силой, авторы подавали напряжение на один из электродов ловушки. Изменения фиксировались с помощью лазера по технологии измерения скорости с использованием эффекта Доплера.

trap.jpgРис. 1. Ловушка Пеннинга (фото с сайта Nscl.Msu.Edu)

Наилучших результатов — регистрации действия силы в 174 иН — ученые добились в опытах с участием группы из 60 ± 5 ионов 9Be+. Это значение соответствует чувствительности в (390 ± 150) иН/Гц1/2, более чем на три порядка превосходящей возможности наноразмерных механических резонаторов, которые измеряют аттоньютоны (10-18 Н).

Чувствительность этого способа, что вполне естественно, увеличивается по мере сокращения числа удерживаемых в ловушке ионов; для одной частицы она, по расчетам авторов, должна составлять (50 ± 20) иН/Гц1/2. Если число ионов, напротив, увеличить до 106, система приобретет высокую чувствительность к электрическим полям (около 500 нВ/Гц1/2).

Опубликовано в NanoWeek,


Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4 (2 votes)
Источник(и):

1. Compulenta: Продемонстрирована самая чувствительная система для измерения сил