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美国国家标准与技术研究院（NIST）的物理学家将一个机械物体的温度降至新低，突破了所谓的“量子极限”。
《自然》杂志刊文介绍了NIST的这个新实验。文章描述了如何将一只纳米尺度上的机械鼓---- 一个可以振动的铝薄膜----冷却到低于五分之一个能量量子的温度，这个温度低于量子力学预言的低温度。
　　NIST的科学家说，理论上这个技术可以把物体冷却到零度，这是一个万物沉寂、没有能量、也没有运动的温度。
　　“鼓被冷却到的温度越低，在应用中的表现就越好，”该实验的负责人、NIST物理学家JohnTeufel说。“传感器会更加地灵敏；储存器可以保存更久的信息。若用来造量子计算机，计算过程会没有任何失真，可以准确地给出你想要的答案。”
　　铝鼓的直径200纳米，厚度100纳米，它嵌在一个特殊设计的超导电路中，鼓的振动可以影响在其腔体中来回反射的微波。微波也是电磁波的一种，是一种看不见的“光”，比起可见光来，它的波长更长，频率更低。
　　我们知道，光子的频率越高，能量就越大，多余的能量自然来自量子鼓本身。当光子积累到一定程度后便从鼓中溢出，带走这些能量，鼓就被冷却下来了。这个原理与大名鼎鼎的激光冷却原理大同小异，1978年NIST次用激光冷却了一个原子，如今激光冷却已经被应用于原子钟等广泛领域。
　　近的一次NIST实验又有了新的改进----使用“压缩态光”（squeezed light）来驱动电路。“压缩”（Squeezing）是一个量子力学的概念，一个处于压缩态的光子，其噪音或量子扰动被压缩到了低。
　　在量子扰动的制约下，传统技术只能将物体冷却到了某一个低温度，NIST的团队通过使用压缩光，获得了更加的电流频率。这个特殊的电路可以产生十分“纯净”的光子，将量子扰动控制在低水平，从而突破了低温度的限制。

在战场上，隐藏在草丛中或雪地里的狙击手是危险的敌人，他们总是选择在不可见的情况下，给对方致命的一击。其实，人们生活中也有比狙击手、黑夜里的刺客更可怕的就在身边，它们几乎无处不在，但是我们却看不见、摸不着它们。


随着人类工业化进程的加快，人类的环境质量正面临着严重的恶化。大气中细粒子污染物作为目种重要的污染物，不仅会引起身体功能紊乱，还会直接损伤器官功能，甚至导致癌变。空气污染物中的细颗粒物又称细粒、细颗粒、也就是我们常说的PM2.5。细颗粒物是直径小于等于 2.5 微米（相当于2500纳米）的颗粒物，它能较长时间悬浮于空中。在空气中的含量浓度越高，也表示空气污染越严重。气象和医学普遍认为，由细颗粒物造成的灰霾天气对人体健康的危害甚至要比沙尘暴更大。粒径在2.5微米以下的细颗粒物，直径仅相当于人类头发直径十分之一大小，不易被鼻腔内的绒毛阻挡，被吸入人体后会直接进入支气管，干扰肺部的气体交换，引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病，甚至引起充血性心力衰竭和冠状动脉硬化等心脏疾病。总之这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液，其中的有害气体、重金属等溶解在血液中，对人们身体和健康的危害更大。


运用当代的计量仪器与方法，可以对细颗粒物纳米微观结构与特征进行分析，实现从细颗粒物的源头监控与治理空气污染的问题。比如为污染颗粒物采样样品，通过微纳米计量仪器的离线测量以及基于化学法的来源解析方法进行比对分析，可以满足环境细颗粒物特征和来源监测领域的重要需求。


据有关资料反映，在欧盟国家中，由工业污染产生的PM2.5，可以导致人们的平均寿命减少8.6个月。可见，PM2.5是隐藏在我们身边的一个十分危险的，要发现它、治理它，借助的计量技术手段。

甲烷，俗称瓦斯。化学式CH4，是简单的有机物，在标准状态下是一种无色无味气体。它是天然气、沼气、油田气及煤矿坑道内气体的主要组成部分。甲烷有毒吗？甲烷对人基本，但浓度过高时，空气中氧含量明显降低，会使人窒息。当空气中甲烷达到25%~30%时，会引起头痛、头晕、乏力、呼吸和心跳加速等，含量更高的话，会导致窒息死亡。甲烷会爆炸吗？甲烷是一种易燃气体，它与空气混合能形成爆炸性混合物，达到一定温度或有明火时，会有燃烧爆炸的危险。


甲烷检测仪是检测甲烷气体含量的仪器，也称瓦斯计。能够在工业环境下对甲烷气体进行实时检测并发出声光报警。它适用于管道寻漏、漏点定位、气体浓度监测，能有效人身安全。甲烷气体检测仪主要由传感器、显示器或气室和光路组成。


甲烷检测仪按采样方式不同分为泵吸式和扩散式。泵吸式仪器是通过泵将待测气体吸入到传感器内进行检测。扩散式仪器是气体分子自由扩散，传感器在有效范围内检测气体浓度。甲烷检测仪按检测原理不同分为催化燃烧式、红外吸收式和光干涉式。催化燃烧式是利用催化燃烧的热效应原理，由检测元件和补偿元件配对构成测量电桥，在一定温度条件下，气体在检测元件载体表面及催化剂的作用下发生无焰燃烧，载体温度升高，通过它内部的铂丝电阻也相应升高，从而使平衡电桥失去平衡，输出一个与气体浓度成正比的电信号。通过测量铂丝的电阻变化的大小，就知道气体的浓度。红外吸收式是利用气体浓度与吸收强度关系来确定气体的浓度。光干涉式是通过测量气体折射率的变化来确定气体的浓度。（来源：2016年全国计量科普知识库）