研究人员开发了一种新理论来记录有史以来测量到的最低温度，其精确度在自然法则允许范围内是最高的。这一研究方向有望彻底改变低温物理学，并可能在新兴量子技术中找到大量应用。来自诺丁汉大学和西班牙巴塞罗那光子科学研究所的一个研究小组最近进行的一项合作表明：理论上可以在不显著干扰冷原子气体的情况下测量出低于10亿分之1开尔文(!)的温度，这超过了目前的精度标准。 这项研究已经发表在最新一期的《物理评论快报》上。

博科园-科学科普：在他们的研究中，研究人员使用真实的实验参数模拟了玻色-爱因斯坦凝聚体：一种通过将原子气体冷却到极低温度而达到物质的独特状态。测温技术将通过 嵌入一个杂质原子原子冷凝，所以 获得样品的温度通过交互的信息。特别是其 位置和速度 成为与温度有关的，这样通过监测可以推断温度精度高而令人不安的冷凝。

冷却原子气体

图片：University of Nottingham  

超冷原子气体是一个非常通用的实验平台，可用于许多应用，如模拟强相关系统、量子信息处理，或生产用于电子显微镜或电子衍射的高质量(冷)电子束。对于大多数应用来说，必须将原子气体冷却到尽可能低的温度。确定这些系统的温度 恰恰也是关键应用程序。穆罕默德·Mehboudi论文的作者说：最常见的测温技术，目前冷原子 破坏性；即 样本被摧毁的测量。另一方面，在低温下无损技术通常缺乏必要的精度，该研究提供了解决这两个问题的方法。

杰出的实验成就使当今高精度的低温测温成为可能。然而根据具体的实验平台，底层物理 机制，准确性，有效温度范围不同的测温方案明显不同。路易斯·科雷亚博士指出：新开发 量子计温学试图确定的基本理论框架限制接近绝对零度的温度测量精度，它适用于任何系统。重要的是，这可以为如何改进目前的低温测温标准提供线索。

博科园-科学科普｜研究/来自：诺丁汉大学

参考期刊文献:《物理评论快报》

DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.030403

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