Американские учёные разработали новый тип термометра, использующего ридберговские атомы – сильно возбужденные атомы, увеличенные в тысячу раз. Этот метод позволяет измерять температуру с высокой точностью без необходимости калибровки, открывая новые возможности для науки и промышленности.
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) впервые успешно применили этот метод, создав термометр, работающий на принципах квантовой физики. В отличие от традиционных приборов, он не требует заводской настройки, так как основывается на фундаментальных законах природы.
«По сути, мы создаем термометр, который может давать точные показания температуры без калибровки, которая требуется нынешним термометрам»,
— Ноа Шлоссбергер, учёный NIST.
В эксперименте ученые поместили рубидиевый газ в вакуумную камеру, охладили атомы до 0,5 милликельвина и с помощью лазеров разогнали их электроны, увеличив размер атомов в тысячу раз. Эти ридберговские атомы оказались чувствительными к тепловому излучению окружающей среды, что позволило учёным отслеживать температурные изменения, фиксируя переходы электронов между энергетическими уровнями.
Применение нового метода охватывает широкий диапазон температур – от 0 до 100 градусов Цельсия – и не требует физического контакта с объектом. Это особенно важно для квантовых исследований, атомных часов и точных измерений в космосе и промышленности.
«Атомные часы чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры, что может привести к небольшим ошибкам в их измерениях. Мы надеемся, что новая технология поможет сделать наши атомные часы еще более точными»,
— Крис Холлоуэй, научный сотрудник NIST.
Этот подход открывает перспективы для создания нового класса температурных датчиков, способных фиксировать даже мельчайшие колебания тепла. Ученые уверены, что ридберговский термометр станет важным инструментом в высокоточных измерениях будущего.
Источник: nist.gov
