USA odhaľujú definitívny nový štandard pre nič za nič: ScienceAlert

Keď vám kúzelník povie, že nemajú nič v rukáve, budete vyzvaní, aby ste za spotenými rukami a zatuchnutým vzduchom hľadali karty alebo zajace.

Ale keď výrobca vysokokvalitných mikročipov povie, že v jeho vákuovej komore nič nie je, musíte mu skutočne dôverovať. Vlasy, prachové častice alebo dokonca molekuly znečisťujúcich látok môžu stačiť na zničenie jemnej technológie.

Americký Národný inštitút pre štandardy a technológie (NIST) teraz potvrdil proces, na ktorom už nejaký čas pracujú, aby presne zmeral extrémne nízke tlaky plynu v obmedzenom priestore, čo umožnilo priemyslu a výskumníkom nájsť nový spôsob, ako dosiahnuť nič.

Pokúšať sa dostať každú jednu časticu plynu z nádoby naraz sa stáva hlúpou záležitosťou. Niektorí tvrdohlaví mokasíny sa nevyhnutne budú držať. ak majú kolektívny tlak klesne pod 0,000001 pascalu (asi jedna biliónina atmosférického tlaku), môžeme to nazvať ultravysoké vákuum pomocou štandardu Cold-Nuclear Vacuum Standard (CAVS).

získanie presných a spoľahlivých meraní tejto úrovne vákua je komplikovanývšeobecne dôverovať používajú zariadenia zvyšok častíc plynu ako elektrónový odrazový mostík, príp nabiť ich a zber ionizovaných častíc na počítanie.

Výskumníci sa však pýtali, či by sa obmedzenie experimentov zahŕňajúcich laserom chladené atómy mohlo zmeniť na užitočný nástroj na detekciu a počítanie zvyškov atmosféry zostávajúcich vo vákuovej komore.

studené, nenabité atómy kovu sú zachytené v magnetickej pasci často trpia Jeden malý problém – lietajúce častice plynu ich môžu vyraziť priamo z klietky. Inými slovami, meranie straty týchto atómov môže poskytnúť pomerne spoľahlivú indikáciu koncentrácie vysokorýchlostných častíc v ich prostredí.

Pripojením magnetickej pasce naplnenej asi tisíckou atómov lítia alebo rubídia k vákuovej komore výskumníci NIST ukázali, že je možné nepretržite merať tlak v rozsahu ultra vysokého vákua, čím sa vytvoril nový typ senzora CAVS.

Zatiaľ čo sa so zariadením zaoberali posledných sedem rokov, tím nedávno pridal svoju novú techniku ​​CAVS do systému, ktorý dokáže uniknúť do komory niekoľko desiatok miliárd molekúl za sekundu.

Porovnaním štandardizovaných množstiev molekúl vstupujúcich do komory s meraniami na ich inovatívnom CAVS senzore tím ukázal, že ich metóda jednoducho nie je dokonalá; Je to oveľa jednoduchšie ako čokoľvek predtým postavené.

Toto skutočne predstavuje štandardné meranie vákua hneď po vybalení z krabice bez potreby kalibrácie.

„Prenosná verzia je v skutočnosti taká jednoduchá, že sme sa ju nakoniec rozhodli zautomatizovať takým spôsobom, že sme len zriedka museli zasahovať do jej prevádzky,“ Hovoria Fyzik NIST Dan Barker.

„V skutočnosti väčšina údajov z prenosných CAV pre túto štúdiu bola získaná, keď sme pohodlne spali doma.“

Nemusí to fungovať ako mágia, ale výrobcovia alebo výskumníci špičkových polovodičov sa pri skúmaní všetkého spoliehajú na vákuum. gravitačné vlny Aby sa chaos obmedzil na nulu, nová technológia môže byť práve to, čo potrebujú, aby sa uistili, že nemajú nič v rukáve.

Tento výskum bol publikovaný v r AVS kvantová veda,