研究人員開(kāi)發(fā)了一種新理論來(lái)記錄有史以來(lái)測(cè)量到的最低溫度，其精確度在自然法則允許范圍內(nèi)是最高的。

這一研究方向有望徹底改變低溫物理學(xué)，并可能在新興量子技術(shù)中找到大量應(yīng)用。來(lái)自諾丁漢大學(xué)和西班牙巴塞羅那光子科學(xué)研究所的一個(gè)研究小組最近進(jìn)行的一項(xiàng)合作表明：理論上可以在不顯著干擾冷原子氣體的情況下測(cè)量出低于10億分之1開(kāi)爾文(!)的溫度，這超過(guò)了目前的精度標(biāo)準(zhǔn)。?這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在最新一期的《物理評(píng)論快報(bào)》上。

博科園-科學(xué)科普：在他們的研究中，研究人員使用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)模擬了玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體：一種通過(guò)將原子氣體冷卻到極低溫度而達(dá)到物質(zhì)的獨(dú)特狀態(tài)。測(cè)溫技術(shù)將通過(guò)?嵌入一個(gè)雜質(zhì)原子原子冷凝，所以?獲得樣品的溫度通過(guò)交互的信息。特別是其?位置和速度?成為與溫度有關(guān)的，這樣通過(guò)監(jiān)測(cè)可以推斷溫度精度高而令人不安的冷凝。

冷卻原子氣體

超冷原子氣體是一個(gè)非常通用的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可用于許多應(yīng)用，如模擬強(qiáng)相關(guān)系統(tǒng)、量子信息處理，或生產(chǎn)用于電子顯微鏡或電子衍射的高質(zhì)量(冷)電子束。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，必須將原子氣體冷卻到盡可能低的溫度。確定這些系統(tǒng)的溫度?恰恰也是關(guān)鍵應(yīng)用程序。穆罕默德·Mehboudi論文的作者說(shuō)：最常見(jiàn)的測(cè)溫技術(shù)，目前冷原子?破壞性；即?樣本被摧毀的測(cè)量。另一方面，在低溫下無(wú)損技術(shù)通常缺乏必要的精度，該研究提供了解決這兩個(gè)問(wèn)題的方法。

杰出的實(shí)驗(yàn)成就使當(dāng)今高精度的低溫測(cè)溫成為可能。然而根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，底層物理?機(jī)制，準(zhǔn)確性，有效溫度范圍不同的測(cè)溫方案明顯不同。路易斯·科雷亞博士指出：新開(kāi)發(fā)?量子計(jì)溫學(xué)試圖確定的基本理論框架限制接近絕對(duì)零度的溫度測(cè)量精度，它適用于任何系統(tǒng)。重要的是，這可以為如何改進(jìn)目前的低溫測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)提供線索。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來(lái)自：諾丁漢大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn):《物理評(píng)論快報(bào)》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.030403

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