Kuidas kaaluda aatomit kuni prootoni täpsuseni? Seda saab teha kaaludega, mis on nii täpsed, et mõõdavad väikseimat massiühikut ehk joktogrammi – kõigest üks septiljondik(1024) grammi.
Nüüd saab aatomeid kaaluda prootoni skaalas. Pilt:Don Farrall/Getty
Ükski tavaline kaal selleks ei sobi – kõige väiksemaid masse saab kaaluda nanotorude abil, mis võnguvad nende peal asetsevate osakeste või molekulide kaalust tulenevatel erinevatel sagedustel. Kuni siiani on väiksemaks detekteeritud massiks olnud 100 joktogrammi, kirjutab NewScientist.com.
Veelgi väiksemate masside kaalumiseks kasutasid Adrian Bachtold ning tema kolleegid Katalaani Nanotehnoloogia Instituudist lühikesi nanotorusid. Need annavad parima resolutsiooni ning töötavad madalatel temperatuuridel, mis on teadlaste arvates sageduse mõõtmiseks parimad. Kuigi kogu mõõtmistehnika oli asetatud vaakumisse, et teiste aatomite mõju vähendada, eemaldas Bachtold ka kõik muud juhuslikud aatomid, muutes ajutiselt nanotorude temperatuuri suuremaks. See katkestas kõik sidemed nanotoru peal olevate aatomitega.
Sensor mõõtis antud uurimuses ksenooni aatomi massi lähima joktogrammi ehk 10-24 grammini. Seega on antud kaal esimene, mis suudab detekteerida üksikut prootonit, mis kaalub vaid 1,7 joktogrammi.
,,Katalaani teadlaste saavutatud joktogrammine massitundlikkus on tõepoolest hämmastav – eesolevaks katsumuseks on selliseid nanotoru-sensoreid madala hinnaga jätkusuutlikult toota,” lausus Rachel McKendry, Londoni Ülikooli Kolledži nanoteadlane.
Bachtold loodab, et selliseid kaale saaks kasutada keemiliste ainete erinevate koostiselementide eristamiseks, sest need võivad üksteisest erineda vaid paari prootoni võrra. Lisaks saaks sellise kaalu abil aidata erinevaid haigusi diagnoosida, tehes kindlaks prootoni skaalas olevad molekulaarmasside erinevused, mis on haiguste tunnusteks.
Teadusartikkel: “A nanomechanical mass sensor with yoctogram resolution“