เครื่องวัดอุณหภูมิแบบควอนตัมที่ออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิที่หนาวที่สุดในจักรวาล

อุณหภูมิที่ต่ำมากเช่นนี้เกิดขึ้นในเมฆอะตอมที่เรียกว่าก๊าซแฟร์มี พวกเขาถูกสร้างขึ้นมาเพื่อ

ศึกษาพฤติกรรมของสสารในสภาวะควอนตัมสุดขั้ว

ศาสตราจารย์โกลด์หัวหน้ากลุ่ม QuSys ของ Trinity อธิบายว่าก๊าซอัลตร้าโกลด์คืออะไร

วิธีมาตรฐานที่นักฟิสิกส์คิดเกี่ยวกับก๊าซคือคือการใช้ทฤษฎีที่เรียกว่ากลศาสตร์สถิติ แต่ด้วยการถือกำเนิดของกลศาสตร์ควอนตัมทุกอย่างก็เปลี่ยนไป การทำนายกลศาสตร์ควอนตัมที่รู้จักกันดีคืออะตอมแต่ละตัวที่อยู่ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตสามารถรวมกับอะตอมอื่น ๆ เป็นคลื่นมหภาคเดียวที่มีคุณสมบัติแปลกใหม่ การคาดการณ์นี้นำไปสู่การค้นหาเชิงทดลองเป็นเวลานานนับศตวรรษเพื่อให้อุณหภูมิถึงวิกฤต ในที่สุดความสำเร็จก็ประสบความสำเร็จในช่วงปี 1990 ด้วยการสร้างก๊าซอัลตร้าโกลด์ตัวแรกที่ระบายความร้อนด้วยเลเซอร์ (รางวัลโนเบลปี 1997) และมีสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งซึ่งเป็นผลงานที่ได้รับรางวัลโนเบลปี 2001

ศาสตราจารย์โกลด์ หัวหน้ากลุ่ม QuSys ของ Trinity

ก๊าซอัลตร้าโคลด์เช่นนี้เป็นเรื่องปกติถูกสร้างขึ้นในห้องปฏิบัติการทั่วโลก พวกเขามีแอพพลิเคชั่นมากมายตั้งแต่การทดสอบทฤษฎีทางกายภาพพื้นฐานไปจนถึงการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง แต่อุณหภูมิของพวกมันต่ำมากอย่างไม่น่าเชื่อที่ระดับนาโนเคลวินและต่ำกว่า (หนึ่งเคลวินเท่ากับ -271.15 ° C) ก๊าซเหล่านี้เย็นกว่าสถานที่ที่หนาวที่สุดในจักรวาลถึงพันล้านเท่าและถูกสร้างขึ้นที่นี่บนโลก

ก๊าซเฟอร์มิคืออะไร? อนุภาคทั้งหมดในจักรวาลรวมทั้งอะตอมเป็นหนึ่งในสองประเภทคือ "โบซอน" และ "เฟอร์มิออน" ก๊าซเฟอร์มิประกอบด้วยเฟอร์มิออนที่ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์ Enrico Fermi ที่อุณหภูมิต่ำมากโบซอนและเฟอร์มิออนจะทำงานแตกต่างกันมาก ในขณะที่โบซอนอยู่รวมกันเป็นกลุ่มเฟอร์มิออนก็เป็นอีกทางหนึ่ง คุณสมบัตินี้ทำให้วัดอุณหภูมิได้ยาก

เทอร์โมมิเตอร์เป็นเพียงระบบทางกายภาพคุณสมบัติใดที่เปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิในลักษณะที่คาดเดาได้ ตัวอย่างเช่นคุณสามารถวัดอุณหภูมิร่างกายได้โดยการวัดการขยายตัวของปรอทในหลอดแก้ว เทอร์โมมิเตอร์ใหม่ทำงานในลักษณะเดียวกัน แต่แทนที่จะใช้ปรอทนักวิทยาศาสตร์จะวัดสถานะของอะตอมแต่ละตัวที่เกี่ยวข้อง (หรือสัมพันธ์) กับก๊าซควอนตัม

โซลูชันใหม่สามารถใช้กับไฟล์โดยใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่ในห้องปฏิบัติการฟิสิกส์อะตอมสมัยใหม่ ความจริงที่ว่าฟิสิกส์พื้นฐานดังกล่าวสามารถตรวจสอบได้นั้นน่าทึ่งมากนักวิทยาศาสตร์กล่าวย้ำ เทคโนโลยีควอนตัมที่เกิดขึ้นใหม่เซ็นเซอร์ควอนตัมเช่นเทอร์โมมิเตอร์ใหม่มีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบโดยตรงต่อวิทยาศาสตร์มากที่สุด

อ่านยัง

เหตุใดนักวิทยาศาสตร์จึงสนใจ Ceres ทุกอย่างเกี่ยวกับโลกที่พวกเขากำลังมองหาสิ่งมีชีวิต

โดรนที่ "ทำลายไม่ได้" ได้รับการออกแบบในรัสเซีย

การระเบิดของซูเปอร์โนวาอาจทำให้เกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่บนโลก