科学家设计出能测量空间和时间温度的量子温度计

技术研究 量科网 2022-10-18 11:39

最近,包括阿德莱德大学研究人员在内的一个国际科学家团队设计了一种量子温度计,它能用于测量爱因斯坦预测的超冷时空温度和量子力学定律。他们的研究成果已发表在近期的《物理评论快报》杂志上。

阿德莱德大学物理科学学院和光子学与高级传感研究所(IPAS)的James Q. Quach博士领导了这项研究。他说:“我们设计了一种量子温度计,它可以测量极小的温度变化,量子温度计的理论设计基础是利用的构建量子计算机的相同技术。”

爱因斯坦曾预测,你感知时间流逝的速度取决于你行进的速度:一个移动得非常快的人比站着不动的人衰老得慢。这导致了他发表广义相对论,该理论认为空间和时间共同作用就像可以弯曲和翘曲的织物。

而温度与加速度的关系类似于时间与速度的关系。以不同加速度运动的不同观察者会感知到不同的温度差异,尽管温度的差异是微小的。

Quach博士说:“1976年,加拿大物理学家William Unruh将爱因斯坦的工作与现代物理学的另一个基本理论‘量子力学’相结合,并预测了时空结构的温度非常低。”

他说:“有趣的是,这个温度会根据你移动的速度而变化。要看到这种温度的变化,你必须移动得非常快。如果想看到哪怕1度的温度变化,你就必须接近光速。到目前为止,这些极端速度一直阻止着研究人员验证Unruh的理论。”

Quach博士最后说道:“理论上,量子温度计不需要物理加速,而是使用磁场来加速设备的内部能隙。量子温度计可以用现有的技术进行制造。”

该团队的工作对未来的研究具有重要意义。量子温度计可用于测量超冷温度,并且具有传统温度计无法比拟的精度。(编译:Qtech)