Как можно взвесить атом вещества с точностью до веса единственного протона? Конечно, с весами, способными "взвесить" самую маленькую на сегодняшний день единицу массы - йоктограмм, одну септилионную часть грамма, а проще, 1*10^-24 грамма. Естественно, что такие измерения невозможно сделать весами любой обычной и привычной нам конструкции. Для измерения таких малых масс используют тончайшие и короткие нанотрубки, которые колеблются и резонируют на различных частотах в зависимости от масс частиц или молекул на их поверхности. До последнего момента 100 йоктограмм или одна десятая зептограмма (1*10^-21 грамма) были самой маленькой массой, которую мог измерить самый чувствительный "нанотрубочный" датчик.



Для того, что бы увеличить точность таких весов на основе нанотрубок, профессор Адриан Бэчтолд и его коллеги из Каталонского института нанотехнологий в Барселоне использовали нанотрубки длиной до 150 нанометров, меньшей длины, чем использовавшиеся ранее. Более короткие нанотрубки дают большую резонансную частоту, которая в данном случае составляла порядка 2 ГГц, большую разрешающую способность, а работа при сверхнизких температурах, порядка -269C, обеспечивает высокую стабильность измерений частоты колебаний нанотрубок. И, хотя вся измерительная часть была помещена в глубокий вакуум (10^-14 бар), ученым пришлось удалить "беспризорные" атомы, временно нагрев нанотрубки до высокой температуры и разрушив их связь с другими атомами.

Только после таких сложных подготовительных операций новый датчик веса оказался в состоянии измерить вес атома ксенона, вещества, атомный вес которого приближается к масштабу йоктограмма. Это измерение является первым шагом на пути измерения веса единственного протона, который составляет приблизительно 1.7 йоктограмма.



Адриан Бэчтолд надеется, что такие весы могут использоваться в установках анализа образцов веществ, атомы которых отличаются на несколько протонов. Так же такие технологии измерения веса могут использоваться в медицине, регистрируя различия молекулярной массы на уровне протонов, что является признаком проявления некоторых заболеваний. "Достигнутая чувствительность измерений массы, несомненно, является захватывающим достижением. Но для массового применения такой технологии ученым еще придется решить проблему изготовления недорогих датчиков веса на основе коротких нанотрубок" - говорит Рэйчел Маккендри (Rachel McKendry), ученый в области нанотехнологий из Университетского колледжа в Лондоне.

Машины-монстры - все об самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от громадных средств уничтожения себе подобных до крошечных точнейших устройств, механизмов и всего того, что находится в промежутке между ними.