真空非空 一種可測量虛空中殘存物質新方法(圖)
1976美國太空總署太空人兼科學家瑪麗·海倫·約翰斯頓和美國太空工程師卡羅琳·S·格林納在將靜態序列相機安裝到真空室之前檢查靜態序列相機，以拍攝先前在SPAR（空間處理應用火箭）計畫中完成的實驗的地面測試。(圖片來源：Space Frontiers/Archive Photos/Getty Images)
【看中国2023年9月28日讯】真空並非如一般人所想的完全空無一物，實際上真空仍然包含某種事物，只是東西的量太過少，低於人類所能探測的最小量。由於真空在日常生活中，不用過於嚴格來定義，如果是在真空室中進行實驗或者構建物體之時，就必須對「無」有更精確的定義。在真空室中最後所剩下的一小部分原子，其會產生壓力，這壓力有多大，對於科學家而言，可說是無比重要。
擁有一套可以精準測量在真空中極少量污染物的方法，對於科學家們而言，是當務之急。美國國家標準和技術研究所（NIST）科學家們於過去7年之中，就致力於開發所謂的「冷原子真空標準」（CAVS）系統，以測量這些微小壓力。因為研究者認為，可將其當作一個「主要標準」，代表能夠利用它來進行精確測量，而不再有校准的需要。
26日，根據外媒報導，近期研究團隊於《AVS Quantum Science》上發表一篇論文。該文章中指出，實驗確切達成了預計的結果，也就是「冷原子真空標準」不只符合超低壓測量黃金標準，且超越了傳統壓力測量系統。
美國國家標準和技術研究所的物理學家舍施利特（Julia Scherschligt）表示，這堪稱是團隊登頂的最終結果。其實該團隊之前已經取得了許多積極進展。不過此次實驗成果證實一個重要的事實，此即是冷原子標準是一個真正的標準。
這項技術利用了磁場中所捕獲的非常冷的氣態鋰或者銣，而後以雷射照射氣體，讓其發出螢光，而研究人員可以通過雷射螢光響應之亮度，來判斷原子是如何被困於磁場中的。
之後將包括整個系統的測量裝置放置於真空中，當真空中殘餘原子撞擊到了上述被捕獲的原子之時，後者就會自磁場中脫落，而讓被捕獲的樣品發出的光稍微減弱，因此研究人員就能夠從中來測量剩餘的原子數量，測量其所產生的壓力多大。
舍施利特指出，搭建這個經典標準設備的繁重工作讓人難忘，也確實使研究團隊了解到整個實驗的重點，也就是「冷原子真空標準」以更簡單形式來實現高精度測量。
舍施利特說，該項研究不僅可以測量人們現在和未來需實現的真空水平，還可以應用在未來芯片製造及下一代新科技。只要所需設備能夠搭建完成，那麼研究人員就可以回家，來等待設備自行測量出結果。