Il microscopico cristallo di berillio del NIST
(Credit: Bollinger/NIST)
Utilizzando un microscopico cristallo di berillio, presso i laboratori del NIST è stato realizzato un rilevatore in grado di misurare forze dell’ordine degli yoctonewton in un solo secondo.
Già un newton – più o meno il peso di una piccola mela – è una forza modesta, risulta pertanto davvero difficile anche solo immaginare un yoctonewton, cioè un quadrilionesimo di tale forza. E' più o meno il peso di un atomo di rame e gli amanti dei numeri possono indicarlo scrivendo un numero decimale che, dopo lo zero e la virgola, presenti una fila di 23 zeri al termine dei quali finalmente fa capolino un uno. Non si fatica a intuire che misure di questo livello sono ai limiti dell’impossibile, eppure al NIST (National Institute of Standard and Technology) sono riusciti a misurare 390 yoctonewton in un tempo di misurazione di un secondo.
Il cuore del rilevatore è un minuscolo cristallo, composto da una sessantina di ioni di berillio, intrappolato grazie a un campo elettromagnetico in una camera a vuoto e mantenuto a una temperatura di circa 1/2000 di grado sopra lo zero assoluto. La misurazione avviene registrando come la forza applicata al dispositivo sia in grado di influenzare il moto oscillatorio degli ioni cambiando in tal modo la loro capacità di riflettere un raggio laser.
Il dispositivo, la cui descrizione è apparsa in un articolo pubblicato su Nature Nanotechnology, è frutto di quindici anni di ricerca e sperimentazione e ha permesso di stabilire un nuovo record nella misurazione di forze microscopiche: la forza misurata dai fisici del NIST in questo esperimento è 1000 volte più piccola di quella rilevata in occasione del precedente primato.
