研究人員開發了一種新理論來記錄有史以來測量到的最低溫度，其精確度在自然法則允許範圍內是最高的。這一研究方向有望徹底改變低溫物理學，並可能在新興量子技術中找到大量應用。來自諾丁漢大學和西班牙巴塞羅那光子科學研究所的一個研究小組最近進行的一項合作表明：理論上可以在不顯著干擾冷原子氣體的情況下測量出低於10億分之1開爾文(!)的溫度，這超過了目前的精度標準。?這項研究已經發表在最新一期的《物理評論快報》上。

博科園-科學科普：在他們的研究中，研究人員使用真實的實驗參數模擬了玻色-愛因斯坦凝聚體：一種通過將原子氣體冷卻到極低溫度而達到物質的獨特狀態。測溫技術將通過?嵌入一個雜質原子原子冷凝，所以?獲得樣品的溫度通過交互的信息。特別是其?位置和速度?成為與溫度有關的，這樣通過監測可以推斷溫度精度高而令人不安的冷凝。

冷卻原子氣體

圖片：University of Nottingham

超冷原子氣體是一個非常通用的實驗平台，可用於許多應用，如模擬強相關係統、量子信息處理，或生產用於電子顯微鏡或電子衍射的高質量(冷)電子束。

對於大多數應用來說，必須將原子氣體冷卻到儘可能低的溫度。確定這些系統的溫度?恰恰也是關鍵應用程序。穆罕默德·Mehboudi論文的作者說：最常見的測溫技術，目前冷原子?破壞性；即?樣本被摧毀的測量。另一方面，在低溫下無損技術通常缺乏必要的精度，該研究提供了解決這兩個問題的方法。

傑出的實驗成就使當今高精度的低溫測溫成為可能。然而根據具體的實驗平台，底層物理?機制，準確性，有效溫度範圍不同的測溫方案明顯不同。路易斯·科雷亞博士指出：新開發?量子計溫學試圖確定的基本理論框架限制接近絕對零度的溫度測量精度，它適用於任何系統。重要的是，這可以為如何改進目前的低溫測溫標準提供線索。

博科園-科學科普｜研究/來自：諾丁漢大學

參考期刊文獻:《物理評論快報》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.030403

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