Новая технология определения траектории броуновского движения микрочастицы
Опубликовано ssu-filippov в 13 апреля, 2011 - 04:00
Ученым из Техасского университета в Остине
и Швейцарского политехнического института (Ecole Polytechnique Federale
de Lausanne, EPFL) с использовнаием лазерных технологий впервые удалось получить траекторию броуновского движения микрочастицы с высоким разрешением.
В 60 году до н.э. поэт Лукреций красочно описал движение пыли в
воздухе темной комнаты, размышляя о существовании атомов. В 1827 году
Роберт Броун описал беспорядочное движение мельчайших частиц цветочной
пыльцы в воде, движение, которое впоследствии было названо его именем.
Это оставалось неизменным до 1905 года, когда Эйнштейн сделал вывод о
том, что Броуновское движение является мгновенной реакцией частиц на
случайные столкновения с беспорядочно движущимися молекулами воды.
Согласно Эйнштейну Броуновское движение происходило по всем канонам
классической ньютоновой физики. В то время было невозможно определить
линейную скорость движения, средства измерения того времени позволяли
измерить только среднеквадратичное смещение. Эйнштейн сказал по этому
поводу:
«Не представляется возможным с помощью непосредственных наблюдений измерить скорость движения»,
из-за того, что скорость частиц меняется приблизительно за 100 нс, чрезвычайно быстро для того времени.
 Рис. 1.
Но это все происходило достаточно давно. Сейчас исследователи,
вооруженные современными технологиями и измерительными инструментами,
могут производить наблюдения с точностью, на порядки превышающей
точность тех времен.
Удерживая крошечную сферическую частицу, диаметром около одного
микрона, в оптической ловушке, ученые из Техасского университета в
Остине и Швейцарского политехнического института (Ecole Polytechnique
Federale de Lausanne, EPFL) измеряли силу отраженного от частицы света
лазера. Скоростной оптический датчик положения смог обеспечить частоту
измерения положения частицы около 75 миллионов раз в секунду, что
обеспечило высокую разрешающую способность определения траектории
броуновского движения частицы с точностью 0.2 ангстрема и интервалом
10 наносекунд.
 Рис. 2.
С такими характеристиками проведенных измерений ученым впервые в
истории удалось достаточно точно измерить скорость и траекторию
двигающихся частиц, участвующих в броуновском движении.
Пожалуйста, оцените статью:
- Источник(и):
1. arstechnica.com 2. DailyTechInfo
| 
