Článek
Článek byl přeložen a upraven podle tiskové zprávy Alexandry Boss, Národní institut pro standardy a technologie (NIST)
Bez přehánění je to revoluční přístroj, který umožní detekovat i ty nejmenší změny teploty. Existují i jiné typy kvantových teploměrů, ale Rydbergovy teploměry dokážou měřit teplotu v rozmezí skoro od 0 až do 100 stupňů Celsia. Bonusem navíc je, že se ani nemusí dotýkat měřeného objektu.
Vědci z Národního institutu pro standardy a technologie (NIST) využili atomy nabité na tak vysoké energetické hladiny, že jsou tisíckrát vyšší než normálně. Tyto základní kvantové principy poskytují přesná měření, která jsou vázaná mezinárodními standardy.
Noah Schlossberger se sestavou Rydbergových atomů.
Laboratorní zařízení pro měření teploty pomocí obřích „Rydbergových“ atomů. Svítící červená tečka ukazuje oblak přibližně jednoho milionu atomů rubidia, který se používá v tomto zařízení.
Sledováním toho, jak tyto obří atomy interagují s teplem ve vlastním prostředí, mohou vědci měřit teplotu s pozoruhodnou přesností. Citlivost teploměru by mohla zlepšit měření teploty v oblastech od kvantového výzkumu po průmyslovou výrobu.
Základem je rubidium
K výrobě teploměru vědci naplnili vakuovou komoru plynem z atomů rubidia a použili lasery a magnetická pole k jejich zachycení a ochlazení na téměř absolutní nulu, přibližně 0,5 milikelvinu (tisíciny stupně). To znamená, že se atomy v podstatě přestaly pohybovat. Pomocí laserů pak posílili nejvzdálenější elektrony atomů na velmi vysoké dráhy, čímž se atomy staly přibližně 1000krát většími, než běžné atomy rubidia.
Australský radioteleskop dostal nástavbu, která „prosévá“ záhadné signály z vesmíru neskutečnou rychlostí
Vědci ve Švédsku spojili lidskou buňku s plastovou elektrodou
V Rydbergových atomech je nejvzdálenější elektron daleko od jádra atomu, takže lépe reaguje na elektrická pole a další vlivy. Tedy záření černého tělesa, tepla které vyzařují okolní předměty.
Obecně můžeme za černé těleso považovat všechna tělesa, která mají výrazně větší objem, než je jejich povrch. Při určité teplotě T vyzařuje černé těleso do okolí elektromagnetické vlnění různých vlnových délek.
Tento přístup umožnil detekci i těch nejmenších teplotních změn. Zatímco existují i jiné typy kvantových teploměrů, Rydbergovy teploměry dokážou měřit teplotu svého prostředí od asi 0 do 100 stupňů Celsia, aniž by se musely dotýkat měřeného objektu.
Nový teploměr může mít široké uplatnění v náročných prostředích. Od kosmických lodí po pokročilé výrobní závody.
Vědecká studie byla publikovaná v Physical Review Research
