巨型里德伯原子“化身”量子温度计

日期:2025-01-26 08:32 浏览:

科技日报北京1月25日电(记者刘霞)美国国度尺度与技巧研讨院迷信家应用一种宏大的里德伯原子,研制出新型量子温度计。经由过程监测这些宏大原子与情况中热量之间的彼此感化,他们取得了十分准确的温度丈量成果。相干论文宣布于最新一期《物理批评研讨》杂志。?高激起原子是一个价电子被激起到高量子态(主量子数n很年夜)的原子,也被称为里德伯原子。为制作准确的温度计,研讨团队在真空室中充入铷原子气体,随后应用激光跟磁场将其捕捉并冷却到濒临相对零度。而后,他们再应用激光,让原子最外层的电子跃升至十分高的能量轨道,失掉的里德伯原子比一般铷原子年夜1000倍。里德伯原子最外层电子阔别原子核,使其对电场跟外部烦扰更敏感。这些影响包含黑体辐射,即四周物体收回的热量。黑体辐射会招致里德伯原子内的电子跃迁到更高的能量轨道。因为温度降低会增添情况黑体辐射数目以及电子跃迁速度,经由过程跟踪这些随时光变更的能量跃姑息能够丈量温度。这种方式能够检测到最渺小的温度变更,且无需打仗被测物体即可丈量,丈量范畴为0至100摄氏度。这一冲破无望晋升原子钟精度,由于原子钟对温度变更十分敏感,渺小的温度变更都市招致偏差。与传统温度计差别,新研制的温度计基于量子物理学的基础道理,不须要像其余温度计那样停止惯例校准,即可供给准确的合乎国际尺度的丈量成果。除利用于精细迷信范畴,新型温度计还能够在航天器、进步制作厂内大显神通。

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