A menor bitola do mundo de que tenho notícia, produzida comercialmente, é a bitola dos ferromodelos em escala Zm da alemã Freudenreich Feinwerktechnik. A bitola das miniaturas é de 4,5mm. Os detalhes das miniaturas é magnífico e o seu funcionamento você confere no vídeo abaixo, disponibilizado também no site do fabricante. O preço é que é o maior problema: cerca de 357 euros pela locomotiva da foto acima, cerca de R$1.100,00 (sem frete e sem imposto de importação - só a loco).
Sei de uma bitola menor que essa (3mm e pouco), usada num ferromodelo Nn2, mas não é comercial (em breve coloco alguma coisa sobre isso aqui no blog).