Сутність методу полягає в тому, що теплова енергія об’єкта може бути точно визначена шляхом спостереження його фізичних властивостей на квантовому рівні. Такий підхід працює в широкому діапазоні температур, що охоплює кріогенні та кімнатні.
Метод виник в результаті спроб фізиків спостерігати коливання прозорого променя, що виходить з нітриду кремнію від лазерного світла. Теплова енергія, яка часто виражається як температура, робить всі об’єкти вібруючими. Чим тепліший об’єкт, тим більш виражені вібрації, хоча вони розміром всього близько пікометра (одна трильйонна метра) від розміру пучка при кімнатній температурі. Коли лазер світить через кристал, у світла, відбитого від резонатора, виникають невеликі зміни в кольорі через температурно-індуковані вібрації, роблячи колір помітно змінним в часі з рухом. Фізики також помітили набагато більш тонкі вібрації, якими всі об’єкти володіють внаслідок квантово-механічних властивостей, званих нульовою точкою руху - навіть при мінімально можливій енергії, промінь трохи вібрує через невизначеність на основі квантової механіки. Цей рух не залежить від температури, і має відому амплітуду, що принципово диктується квантової механікою. Порівнюючи відносні розміри теплових вібрацій квантового руху, може бути визначена і абсолютна температура.
Ці внутрішні квантові флуктуації в тисячі разів слабкіше, і зазвичай губляться в «шумі» індукованих тепловою енергією вібрацій, типових для звичайних температур, але процес вимірювання пучка забезпечує спосіб відрізнити квантові і теплові флуктуації. Коли фотони від лазера відскакують від боків променя, вони завдають йому незначні удари, що викликають кореляції, які роблять квантовий рух більш вираженим.
Сила цього нового методу проявляється, коли промінь працює в парі з іншим, надзвичайно чутливим фотонним термометром. Така приголомшлива температурна чутливість затребувана у фармацевтичному виробництві та інших високотехнологічних промислових застосуваннях, але вимагають абсолютного калібрування. Цей новий квантовий термометр буде виступати в якості температурного стандарту, з яким можна порівнювати інші термометри.
Вашему вниманию сайт steklopribor.com - Украина, здесь можно приобрести термометры, манометры, а также другие высокоточные измерительные приборы для бытовых и промышленных целей.