Un nou standard pentru măsurarea „nimicului” a fost stabilit de SUA

Atunci când un magician spune că nu are nimic în mânecă, suntem invitați să privim, în căutare de cărți sau iepuri care ar putea fi înăuntru. Dar atunci când un producător de microcipuri de înaltă calitate spune că nu există nimic în camera sa cu vid, trebuie să avem încredere în el. Firele de păr și de praf sau chiar moleculele de poluanți ar putea fi suficiente pentru a distruge tehnologia delicată. Așa a apărut nevoia de un standard pentru măsurarea „nimicului”.

Institutul Național de Standarde și Tehnologie (NIST) din SUA a validat acum un proces la care lucrează de ceva timp pentru a măsura cu precizie presiunile extrem de scăzute ale gazelor într-un spațiu restrâns, oferindu-le industriilor și cercetătorilor un nou standard pentru măsurarea „nimicului”.

• De ce uneori zăpada pare albastră?
• O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”

Încercarea de a număra fiecare particulă de gaz dintr-un container devine rapid o vânare de vânt. Întotdeauna vor rămâne câteva rătăcite. Cu toate acestea, dacă presiunea lor colectivă scade sub 0,000001 pascali (aproximativ o trilionime din presiunea atmosferică), îl putem numi un vid ultra-înalt folosind standardul de vid cu atom rece (CAVS).

De ce era nevoie de un standard pentru măsurarea „nimicului”?

Obținerea unei măsurători precise și fiabile a acestui nivel de vid este dificilă, bazându-se de obicei pe dispozitive care folosesc particulele de gaz rămase ca trepte de electroni sau încărcându-le și colectând particulele ionizate pentru numărare.

Cu toate acestea, cercetătorii s-au întrebat dacă o limitare a experimentelor care implică atomi răciți cu laser ar putea fi transformată într-un instrument la îndemână pentru detectarea și numărarea resturilor de atmosferă rămase într-o cameră vidată.

Atomii metalici reci și neîncărcați ținuți în capcane magnetice suferă adesea o problemă neplăcută: particulele de gaz zburătoare îi pot arunca imediat din cușcă. Văzută în alt mod, măsurarea pierderii acestor atomi poate oferi o indicație destul de fiabilă a concentrației particulelor de mare viteză în mediul lor, scrie Science Alert.

Conectând o capcană magnetică încărcată cu aproximativ o mie de atomi de litiu sau rubidiu la o cameră cu vid, cercetătorii NIST au arătat că este posibil să se măsoare constant presiunile în intervalul de vid ultra-înalt, creând un nou tip de senzor CAVS.

Sistemul este mult mai simplu decât orice altceva a fost produs înainte

După ce a lucrat la dispozitiv în cea mai mare parte a ultimilor șapte ani, echipa a atașat recent noua lor tehnologie CAVS la un sistem care ar putea scurge în mod constant într-o cameră câteva zeci de miliarde de molecule pe secundă.

Comparând volumul standardizat de molecule care intră în cameră cu măsurătorile de la senzorul inovator CAVS, echipa a arătat că metoda ei nu este doar la îndemână, ci este și mult mai simplă decât orice altceva a fost produs înainte.

Fără a fi nevoie să fie calibrat, sistemul reprezintă de fapt o măsurătoare standard a vidului. „Versiunea portabilă este atât de simplă încât am decis în cele din urmă să o automatizăm astfel încât foarte rar a trebuit să intervenim în funcționarea ei”, spune fizicianul Dan Barker, de la NIST.

„De fapt, majoritatea datelor din CAVS-ul portabil pentru acest studiu au fost captate în timp ce dormeam confortabil acasă”, continuă cercetătorul.

Pentru producătorii de semiconductori de ultimă generație sau pentru cercetătorii care se bazează pe vid pentru studiul lucrurilor, de la unde gravitaționale la haos cuantic și până la neant în sine, acest standard pentru măsurarea „nimicului” ar putea fi exact ceea ce au nevoie.

Această cercetare a fost publicată în AVS Quantum Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Oamenii de știință caută praf cosmic pe acoperișurile catedralelor

Prima grădină zoologică holografică din lume îi uimește pe spectatorii din Australia

Termoviziunea ajutată de AI ar putea îmbunătăți condusul pe timp de noapte

Revoluție în inginerie! Cercetătorii au descoperit că metalele „se pot vindeca” singure