Это едва заметное прикосновение: один атом газа может передать наномасштабный импульс. Исследователи зафиксировали влияние отдельной газовой частицы на levitating наночастицу в почти пустой камере вакуума, сообщают в журнале Physical Review Letters за 23 октября.

Для эксперимента ученые подняли лазером стеклянную сферу диаметром около 100 нм, массу примерно квадриллионной доли грамма, и поместили её в вакуум. Затем в камеру стали подмешивать небольшие количества тяжёлого газа, такими как krypton, xenon и sulfur hexafluoride: первые два — атомные газы, третий — молекула.

Наносфера весом примерно в 10 млн раз превышает массу отдельного газового частицe, поэтому эффект заметить было трудно. Но по отражённому лазерному свету учёные зафиксировали крайне малые колебания сферы при ударе газовой частицы. Импульсы составили примерно одну миллиардную Ньютона, действовавшую в течение одной десятимиллионной доли секунды, а частота столкновений росла по мере увеличения давления в камере.

Авторы подчёркивают возможность применения метода как способ очень чувствительного измерения давления, особенно при крайне низких давлениях — например в космосе или вакуумных камерах. По словам физика Ю-Хана Цэнга из Йеля, система также могла различать типы газов, взаимодействующих по-разному с нанопланкетой.

По словам Цэнга, устройство могло бы помочь определить состав частиц в космической среде и даже на других планетах, если поместить его в подобную установку на орбите или на поверхности иных миров. Это подчёркивает потенциальную прикладную ценность такого подхода для исследования окружающей среды за пределами Земли.