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可在室温下工作的量子干涉仪问世

展会前线中国仪表网2010年04月20日 09:52人气:744

   据美国物理学会网近日报道,丹麦哥本哈根大学研究人员日前制造出一种可在室温下工作的量子干涉仪,能广泛应用于医疗、勘测、考古等多个领域。相关研究发表在最新一期的《物理评论快报》杂志上。

  量子干涉仪是应用量子力学原理制成的超高灵敏度磁传感器,可检测出非常微弱的磁场。负责该研究的哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究所的物理学家尤金·波尔齐克称,与原先的超导量子干涉仪(squids)相比,新的干涉仪在室温下就能工作,并且结构更简单,造价也更为低廉。

  自旋是原子的一个基本特性,这使得一个原子就像一个小磁体很容易受到外部磁场的影响。根据这一特性,科学家提出了以原子作为磁传感器的设想,但由于每个原子自旋都存在一定的不确定性,这决定了以这种方法检测外部磁场在灵敏度上存在着极限。由于作为一个整体时数十亿原子能达到的敏感度比单个原子要大得多,传统的原子磁力计一般由极为大量的原子制成。但这样一来要达到理论上最大的灵敏度就困难了很多。为了进一步提高灵敏度,研究人员在新的磁力计中只使用了一个单原子。

  尤金·波尔齐克举例说,为了达到这个目的,研究人员不但要避免一切可能导致仪器出现失误的因素,如广播、手机等公共通讯系统所产生的磁场波动,还要消除现有量子力学理论中可能存在的错误。最终,该仪器可测量到比地球磁场弱一千亿倍的磁通量。
  由于有电流的地方就有磁场存在,该磁力计在微磁场测量、重力波测量、核磁共振、古地磁测量以及非破坏性磁检测等多个领域都有着广泛的应用前景。
(本文来源:科技日报转载请注明出处
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