'מיתר הגיטרה' הזעיר ביותר לשקילה של אטומים

ניצן אכסף, חלון לפיסיקה

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/tinystring.html

מדענים מקווים ש'ניגון' במיתר גיטרה זעיר, הכי קטן שנוצר אי פעם, יעזור לפתור חלק מהסודות של העולם המולקולארי.
המיתר, שפותח באוניברסיטת קורנל שבארה'ב, היא באורך של 10 אטומים בלבד, פי מיליון יותר קטן ממיתר גיטרה רגיל. המיתר עשוי מננו-צינורות של פחמן, הנוצר מדף פחמן בעובי של אטום אחד, שמגולגל לצורת גליל.

'כמדען, האפשרות שסקרנה אותי הייתה להשתמש במיתר, בעיקרו על מנת לשקול דברים', הסביר הפרופ' פול מקאוון, שהיה אחד החלוצים בתחום. 'אם יש מיתר גיטרה ומדביקים עליו חומר כלשהו, אז התדר של הגיטרה יהיה נמוך יותר כאשר הוא ירטוט, בגלל שמסה נוספת מאיטה אותו. אותו הדבר קורה פה, אבל המיתר שלנו בנוי רק מכמה עשרות אלפי אטומים. לכן, רק כמה אטומים נוספים, אולי אפילו אחד, יכול לגרום לשינוי בטון של התנודה, שאותו אנחנו נוכל לגלות'.

המיתר עצמו לא מתוח בהתחלה, אלא דווקא רופף. אך אפשר להשתמש בכוח חשמלי על מנת למתוח אותו, בדיוק כמו שכוח הכובד יכול למשוך למטה מיתר או שרשרת, ולמתוח אותם. על מנת להזיז את הננו-צינורות, מתח חשמלי משתנה מופעל על לוח מתכת מתחת למיתר.
הדבר גורם למיתר לרטוט מעלה ומטה. בצורה דומה, פשוט ע'י שינוי הזרם הישיר, לוח המתכת מושך את המיתר חזק יותר וכך ניתן לכוון את המיתר לרטוט בגובה צלילים שונה.

גובה הצליל של הגיטרה הזעירה הזו לא נמצא בטווח השמיעה שלנו, הוא פי 1000 יותר גבוה מהתדרים אותם בני אדם יכולים לשמוע. אך, היות וניתן למדוד את אותם גלים, אפשר להשתמש בתדרים הללו למציאת המסה של מולקולות בודדות אשר מחוברות למיתר – דבר שלמעשה שוקל אותם. לאחר שיודעים כמה מולקולה שוקלת, ניתן לדעת אילו אטומים מרכיבים אותה. לדבר זה ישנם הקשרים כימיים וביולוגיים רבים; במקרים אלו מנסים להבין מהי בדיוק מולקולה בודדה, והדרך הזאת יכולה להיות דרך חדשה לגמרי לביצוע הבדיקות הללו.

לידיעה בבי.בי.סי
אתר חלון לפיסיקה

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~967404068~~~95&SiteName=hayadan