當科學家需要分配精確體積的液體時,他們會使用移液管。現有的移液管可以輸送小至阿託升的液體體積——阿託升是千分之一的千分之一的千分之一升。
布魯克海文國家實驗室的物理學家Peter W. Sutter和Eli A. Sutter透過構建一種移液管打破了這一下限,該移液管可以分配以仄升(千分之一阿託升)為單位測量的液滴。如此微小的體積可以包含少至10,000個到多達一百萬個金屬原子。
研究人員使用了一端帶有金鍺合金固體儲層的鍺奈米線。他們將兩微米長的元件封裝在碳殼中,碳殼構成了移液管。在真空室內,他們加熱並熔化合金,然後將電子束瞄準碳殼的尖端。電子束在碳殼上鑽出一個孔,熔融金屬從孔中逸出,形成了一個直徑達40奈米、體積為35仄升的微小液滴。
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如果以仄升為單位測量事物很困難,那麼請考慮在經典物理學規則不再適用的尺度上進行測量。量子計量學——利用量子力學獲得高精度測量的領域——使得日本北海道大學和英國布里斯托大學的物理學家在使用光子測量距離時,測量精度幾乎提高了一倍。
科學家們在之前使用“糾纏”在相同量子疊加態的光子的工作基礎上進行了研究。該團隊將兩對光子對匯入干涉儀——一種利用鏡子建立圓形光束路徑的儀器,其中光波相互干涉。每個光子分裂,同時採取不同的路徑。處於糾纏態的四個光子在一個方向上繞干涉儀迴圈,而另一組四光子在另一個方向上穿過環路。反向迴圈光子產生的干涉揭示了每組四光子行進距離的微小差異。
例如,當使用雷射在計算機晶片上蝕刻超薄電路時,這種精密測量可能非常有用。