Точность измерения размеров наноструктур была увеличена минимум в сотню раз, благодаря работе исследователей из Уорикского университета, центра QuantIC и университета Глазго. Новый метод, использующий пары фотонов, фундаментальных частичек света, позволяет измерить толщину объектов, в 100 тысяч раз меньших, чем диаметр человеческого волоса, с точностью, в 100 раз превышающей точность любых других методов.

В новом методе измерений используется источник, излучающий пары фотонов, практически идентичные по всем параметрам. Эти фотоны разделяются при помощи компонента, называемого светорасщепителем, для проведения одного цикла измерений используется порядка 30 тысяч пар фотонов, а для проведения всего измерения в целом – порядка 500 миллиардов фотонов.

Один из фотонов, фотон А, остается внутри светорасщепителя, а второй фотон, фотон Б, проходит сквозь объект, из-за чего его скорость несколько замедляется. После этого, фотон Б снова возвращается в светорасщепитель и покидает его пределы вместе с фотоном А. Измерение задержки между выходом из расщепителя фотонов А и Б дает значение толщины объекта, сквозь который прошел фотон Б. И точность таких измерений как минимум в 100 раз превышает точность подобных измерений, проведенных при помощи только одного фотона.

Отметим, что при помощи данного метода можно измерить объекты, изготовленные из прозрачного материала. Но и этого вполне достаточно для проведения исследований структуры и свойств клеточных мембран, молекул ДНК. Помимо этого, новый метод измерения можно использовать для контроля качества при производстве графена и других условно двухмерных материалов.

«Наиболее интересным в данном достижении является то, что измерения проводятся не при помощи каких-то нестабильных квантовых технологий, а при помощи датчиков, основанных на проверенных временем обычных физических принципах» – рассказывает доктор Джордж Ни (Dr George Knee), разработавший теоретическую базу эксперимента, – «А более высокая точность измерений была получена нами за счет особой настройки интерферометра и его постоянной перекалибровке, что позволило устранить медленный временной и температурный дрейф».