A vonzás mérése nanométeren belül, a népszerű mechanika folyóirata
Lézersugár hatása alatt # 40; piros) egy kb. A 300 nm-nek "levitálni" kell lennie, ami nagy érzékenységet mutat a gravitáció hatásaival szemben. Egy arany rúd bevezetése több, mint a nanométeres távolságtól a labdától rövid távon mérni fogja a hatását
A részecske elfogásához az "optikai csipeszek" egy koncentrált lézersugarat használnak. A sugárzási intenzitás gradiens a részecskét a gerenda derékrészébe húzza, míg a fénynyomás az optikai tengely irányába tolja. Amikor a gradienserõ uralkodik, a részecske a fókuszpont tartományában fogható; különben a részecske az optikai tengely mentén mozog
A négy alapvető kölcsönhatás közül a gravitáció a leginkább érthető és elérhető számunkra. De furcsa iróniában, a fizikusok számára, a legnehezebb lett egy pontos tudományos leírás és egy képbe való felvétel. A kozmikus távolságok által elválasztott kozmikus skálák tárgyaira pontosan mérik, kiszámítják és kiszámolják a hatását. De miként viselkedik a gravitáció mikroszkopikus szinten, a milliomodik egy méteres sorrendben, ahol az elektromágneses erők rendszerint dominálnak, nagyon kevés ismeretes. És mint általában, a tudás hiánya serkenti a legforróbb vitákat és különböző hipotéziseket.
Egy fizikus, az amerikai National Institute of Standards and Technology (NIST) Andrew Geraci (Andrew Geraci) azt mondta: „Sok elmélet, mely a saját véleményét, hogy a gravitáció viselkedik ilyen mértékű. Azonban nem könnyű ellenőrizni őket, mivel rendkívül nehéz a tárgyak közelebb hozni a kívánt távolsághoz, és ezzel egyidejűleg mérni a relatív elmozdulást a szükséges pontossággal. " Ez volt az, hogy Geraci és csapata javaslatot tett az eredeti kísérletre.
Először vigyünk egy apró (kb. 300 nm átmérőjű) üveggömböt, és helyezzük egy 1,5 μm hullámhosszú lézersugár hatására. Úgy tűnik, hogy a gömb a lézersugár határain belül felfüggesztésre kerül, ami lehetővé teszi, hogy a súrlódás hatását gyakorlatilag nullara csökkentsük. A gömb mozoghat a sugár mentén, de ha átmérője közel azonos az átmérőjével, akkor nem hagyja el.
Az ilyen "optikai csapdázás" néven ismert rendszert számos nanotechnológiai feladatra használják - mondjuk az úgynevezett "optikai csipeszekre". A sugárzási intenzitás gradiense meghúzza az apró szemcséket, és szinte megtartja azt, ahogy a forgó hurrikánok nagyobb tárgyakat hordanak.
A súrlódás által nem sújtott gömbmozgás rendkívül érzékeny lehet a külső erők hatására - beleértve egy olyan eléggé nehéz tárgy gravitációs hatását, amely a közelben megjelenhet. Ez lehet egy arany rúd, amelyet a tudósok arra ösztönöznek, hogy a gömböt a lehető legkisebb távolságba helyezzük - több nanométerrel, ezerszer kisebb, mint az emberi haj átmérője. A rúd vonzereje alatt a gömb kissé megváltoztatja a pozícióját, ami egy másik lézersugárral (1 μm hullámhossz) mérhető. A gravitációs hatások megfigyelései ilyen pontossággal fognak végbe menni, amit senki sem tett. Több százezer, sőt milliószor érzékenyebb, mint a már elvégzett kísérletek.
Olvassa el, miért, a Föld gravitációs mezőjének nagy pontosságú mérései során a tudósok elkezdtek drága felszerelést dobni egy egyetem tornyából: "Drop to measure".