Temperaturmätningar i vårt dagliga liv utförs vanligtvis genom att en termometer kommer i kontakt med föremålet som ska mätas. Dock, att mäta temperaturen på föremål i nanoskala är en mycket svårare uppgift på grund av deras storlek - upp till tusen gånger mindre än bredden på ett människohår.

Banbrytande forskning, publiceras i Naturens nanoteknik , har nu utvecklat en metod för att exakt mäta yttemperaturen för nanoskalaobjekt när de har en annan temperatur än sin omgivning. Ett team under ledning av Dr Janet Anders vid University of Exeter och professor Peter Barker vid University College London har upptäckt att yttemperaturerna för nanoskalaobjekt kan bestämmas genom att analysera deras röriga rörelse i luft - känd som Brownian motion.

"Denna rörelse orsakas av kollisioner med luftmolekylerna", säger Dr Anders, en kvantinformationsteoretiker och medlem av avdelningen för fysik och astronomi vid University of Exeter. "Vi fann att effekterna av sådana kollisioner bär information om objektets yttemperatur, och har använt vår observation av dess Brownska rörelse för att identifiera denna information och härleda temperaturen."

Forskarna utförde sin forskning genom att fånga en nanosfär av glas i en laserstråle och suspendera den i luft. Sfären värmdes sedan upp och det gick att observera stigande temperaturer på nanoskala tills glaset blev så varmt att det smälte. Denna teknik kunde till och med urskilja olika temperaturer över ytan av den lilla sfären.

"När man arbetar med objekt på nanoskala, kollisioner med luftmolekyler gör stor skillnad", säger Dr James Millen från teamet vid University College London. "Genom att mäta hur energi överförs mellan nanopartiklar och luften runt dem lär vi oss mycket om båda."

Noggrann kunskap om temperatur behövs i många nanoteknologiska enheter eftersom deras funktion är starkt beroende av temperaturen. Upptäckten informerar också aktuell forskning som arbetar för att föra stora objekt till ett kvantöverlagringstillstånd. Det påverkar ytterligare studiet av aerosoler i atmosfären och öppnar dörren för studier av processer som är ur jämvikt i en kontrollerad miljö.

Brownsk rörelse är uppkallad efter den skotske botanikern Robert Brown som, år 1827, noterade att pollen rör sig genom vatten även när vattnet är helt stilla. Albert Einstein publicerade en artikel 1905 som förklarade i exakt detalj hur denna rörelse var ett resultat av att pollen trycktes av enskilda vattenmolekyler, så småningom leder till acceptansen av all materias atomistiska natur inom vetenskapen.