Фізики з Національного Інституту Стандартів і Технологій (NIST) створили термометр з внутрішнім квантовим стандартом, заснованим на нульових коливаннях - квантовому явищі заборонному атому бути повністю нерухомим навіть при абсолютному нулі. Про дослідження автори розкажуть 16 березня на зустрічі Американського фізичного товариства, коротко про роботу повідомляє прес-реліз NIST.
Для вимірювання температури вчені фіксували за допомогою лазерного променя коливання спеціальної мікроскопічної балки з нітрида кремнію. Основні коливання при цьому виникали через тепловий рух молекул. Хоча коливання атомів у кристалічній решітці мають амплітуду близько пікометрів - трильйонних часток метра - їх можна було виявити.
Авторам вдалося побачити й інший тип коливань - квантовий. Ці коливання є проявом принципу невизначеності Гейзенберга - в конкретній точці простору частинка не може перебувати з точно визначеною енергією, нульовою, наприклад. Такі коливання добре описані теоретично і можуть використовуватися як стандарт, щодо якого можна проводити вимірювання. Порівнюючи між собою амплітуди теплових і квантових коливань можна отримати точне значення абсолютної температури.
Фізики зазначають, що сама балка мініатюрна і може бути вбудована в оптоелектронний чіп. Поєднавши її з фотонними термометрами, що розробляються в NIST, можна буде створити пристрій, який не вимагає час від часу калібрування. Працювати такий термометр може як при кріогенних температурах, так і при кімнатній.