Порядок в броуновском движении

Ученые из Западного Университета Огайо (США) впервые зафиксировали структуру Броуновского движения. В данном случае, за образец взяли движение молекул в микродисковом резонаторе. Для этого ученые использовали  сканирующую оптическую интерферометрическую технику. Эксперимент описан в журнале Nature.  

Новая технология открывает большие перспективы для мультимодального контроля и обработки сигналов, а также для дальнейшего развития системы вычислений и других функций обработки информации.

«То, что мы обнаружили, согласуется с ожиданием от Броуновского движения в модулях высшего порядка, — говорит старший автор исследования  Филипп Фэн (Philip Feng). — Но все же это было довольно удивительно и волнующе непосредственно визуализировать это вплоть до свойственного фундаментального ограничения Броуновского движения».

Интерферометрия используется для интерференции (сложения) световых волн, отражающихся от поверхности, для измерения расстояний.

В данном эксперименте ученые использовали жесткий микродиск из карбида кремния. Оксиды кремния чрезвычайно чувствительны к малейшим колебаниям, возникающим из Броуновского движения, даже в условиях термодинамического равновесия. Следовательно, они показывают малые колебания без внешних движущих сил, или термомеханические резонансы.

По технологии при направлении света на пленку часть света отражается обратно к датчику после удара о поверхность пленки диоксида кремния, преломляется через пленку и отражается обратно по другому пути, создавая помехи в световых волнах.

Узкое лазерное пятно сканирует поверхность микродиска и измеряет движение. Технология помогает создать пространственную карту и четко визуализировать Броуновское движение.

Источник иллюстрации: Wikimedia Commons