德国凯撒斯劳滕大学的研究者首次利用单个原子感应器测到了一组接近绝对零度气体的温度。研究人员表示，这种感应器未来可用于不影响系统的情况下，探测量子系统的各项特征。研究负责人韦德拉说，他们使用原子的角动量量子态进行测量，利用单个铯原子测到了只比绝对零度高出十亿分之几度的铷气体的温度。
主要研究员布顿介绍说，单个铯原子进入铷气体内后，铷原子将与之发生撞击，“这使它们互相交换角动量直到获得一种平衡”。研究人员测量单个原子的角动量即可测得温度。
他们的实验结果与用传统测量方法得到的结果一致，证实了新方法的准确性。这项技术还有高敏感度的特点。一般来说，测量感应器都要和气体接触直到达到平衡状态。“实际上，量子感应器对于平衡态有个基础限值。可是，我们的方法提前得到了铯和铷的互动信息，因此我们不必等到两者达到平衡。”布顿说，这种测量系统的敏感度比基础量子限值的高约10倍。
如何“提前”得到原子的互动信息？布顿继续解释说：“我们只需3个互动交换过程，也就是说，3次原子的碰撞，就测得结果。”
布顿说，这对于测量不希望受到影响的脆弱的量子系统有重要意义，在未来量子科技领域有重要用途。“这是我们第一次用单个原子通过读取量子信息的方式作为感应器，结果显示比传统感应器效果好得多。”韦德拉说。此外，该研究组还使用这种方法测量了磁场的状态。这项研究近期发布在《物理评论X》上。
