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迄今最靈敏力傳感器問世,可測量電子重量的十分之一

來源:科技日報(bào)

作者:劉霞

發(fā)布時(shí)間:2023-11-6

閱讀量:28

 

迄今最靈敏力傳感器問世,可測量電子重量的十分之一1

 

 

法國科學(xué)家利用極冷的銣原子,制造出了迄今最靈敏的,其可測量拎起單個(gè)電子所需力十分之一大小的力,未來有望揭示全新力的存在。

 

 

所有已知的力都源于四種基本力:引力、電磁力、強(qiáng)核力和弱核力。但一些試圖揭示宇宙奧秘的實(shí)驗(yàn)或觀測結(jié)果表明,可能存在未知的第五種力。

 

 

科學(xué)家認(rèn)為這種力很弱,只能在離其非常近的距離才能測量,因此需要極其靈敏的設(shè)備。鑒于此,法國國家計(jì)量與測試實(shí)驗(yàn)室的雅恩·巴蘭德團(tuán)隊(duì)使用銣原子制造了迄今已知最靈敏的力探測器。

 

 

巴蘭德團(tuán)隊(duì)首先將120000個(gè)銣原子置于一個(gè)真空金屬—玻璃圓柱內(nèi),隨后使用激光將原子冷卻到接近絕對零度,由此產(chǎn)生的超冷原子對電場和光非常敏感,因此,可用電場和光來精確控制這些超冷原子的量子態(tài)。

 

 

研究團(tuán)隊(duì)使用這種控制方法,將這些組件變成了一個(gè)干涉儀。這是一個(gè)充滿物質(zhì)波的設(shè)備,其中物質(zhì)波會相互碰撞,并在附近有力時(shí)產(chǎn)生可預(yù)測的變化。

 

 

為測試該的靈敏度,團(tuán)隊(duì)測量了設(shè)備中原子和鏡子之間的力。這種力由發(fā)生在看似空曠空間中的量子過程引起,非常微弱。該團(tuán)隊(duì)以前所未有的精度對其進(jìn)行了測量,結(jié)果表明其大小低至4qN(1qN=10-30牛頓),即單個(gè)電子重量的十分之一。

 

 

加拿大西蒙·弗雷澤大學(xué)杰夫瑞·麥吉爾克表示,這么小的力極難測量,而新傳感器可在幾微米外對其開展測量,未來有望發(fā)現(xiàn)新的力。

 

 

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