日前，丹麥哥本哈根大學(xué)研究人員日前制造出一種可在室溫下工作的量子干涉儀，能廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、勘測、考古等多個(gè)領(lǐng)域。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期的《物理評論快報(bào)》(PRL)雜志上。
量子干涉儀是應(yīng)用量子力學(xué)原理制成的超高靈敏度磁傳感器，可檢測出非常微弱的磁場。負(fù)責(zé)該研究的哥本哈根大學(xué)尼爾斯·波爾研究所的物理學(xué)家尤金·波爾齊克稱，與原先的超導(dǎo)量子干涉儀(squids)相比，新的干涉儀在室溫下就能工作，并且結(jié)構(gòu)更簡單，造價(jià)也更為低廉。
自旋是原子的一個(gè)基本特性，這使得一個(gè)原子就像一個(gè)小磁體很容易受到外部磁場的影響。根據(jù)這一特性，科學(xué)家提出了以原子作為磁傳感器的設(shè)想，但由于每個(gè)原子自旋都存在一定的不確定性，這決定了以這種方法檢測外部磁場在靈敏度上存在著極限。由于作為一個(gè)整體時(shí)數(shù)十億原子能達(dá)到的敏感度比單個(gè)原子要大得多，傳統(tǒng)的原子磁力計(jì)一般由極為大量的原子制成。但這樣一來要達(dá)到理論上最大的靈敏度就困難了很多。為了進(jìn)一步提高靈敏度，研究人員在新的磁力計(jì)中只使用了一個(gè)單原子。
尤金·波爾齊克舉例說，為了達(dá)到這個(gè)目的，研究人員不但要避免一切可能導(dǎo)致儀器出現(xiàn)失誤的因素，如廣播、手機(jī)等公共通訊系統(tǒng)所產(chǎn)生的磁場波動(dòng)，還要消除現(xiàn)有量子力學(xué)理論中可能存在的錯(cuò)誤。最終，該儀器可測量到比地球磁場弱一千億倍的磁通量。
由于有電流的地方就有磁場存在，該磁力計(jì)在微磁場測量、重力波測量、核磁共振、古地磁測量以及非破壞性磁檢測等多個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。
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