Американские физики научились ошибаться на стомиллиардную долю метра

Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) разработал метод, позволяющий со сверхвысокой точностью измерять макроскопические расстояния. Лазер, помещенный в специальную вакуумную камеру, определяет длину "обычных" предметов с погрешностью в стомиллиардную долю метра, сообщает EurekAlert.

Приборы для измерения субатомных длин известны ученым сравнительно давно. Так, с помощью электронного микроскопа можно оценивать размеры отдельных атомов, но в поле зрения прибора способны уместиться целиком только наночастицы. Чем больше требования к точности, тем серьезнее ограничения на размер исследуемых образцов.

С помощью лазеров можно измерять макроскопические тела, "подсчитывая" эквивалентное количество осцилляций электромагнитной волны. При этом точность результата оказывается не меньше длины световой волны. Для видимого света эта величина составляет сотни нанометров, что в тысячи раз превышает диаметр отдельного атома. Чтобы усовершенствовать прежний метод, в NIST свет лазера заставили многократно преодолевать измеряемую дистанцию. Для этого луч отражается от пары зеркал, расположенных друг напротив друга, а точность возрастает. Приборы с аналогичным принципом действия известны как интерферометры Фабри-Перо и применялись задолго до изобретения лазеров.

Ученые уверяют, что таким образом удовлетворяют потребность инженеров-нанотехнологов в "линейке" для микроскопических приборов, но остается непонятным, когда такая точность может понадобиться: в естественных условиях тепловые колебания атомов делают длину твердых тел переменной, а погрешность сопоставима с атомными размерами.

В 2005 году за разработку сверхточных измерительных приборов Джону Холлу (сотруднику NIST) и Теодору Хэншу была присуждена Нобелевская премия.