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。
《宋史.律历志》记载宋太宗下诏“详定称法,著为通规”。为此,时任主管贡品库藏的官员刘承?于公元1004年一公元1007年间创制两支“等(戥)秤”,他循“因度尺而求重,自积黍而取?”之术,“以厘、?造一钱半及一两等二秤”。刘承?制造的戥秤是我国古代代的小型杆秤,此后它成为称量贵金属及贵重药材的工具并沿用近千年。刘承?创制的两支戥秤构造是:其一,杆长1.2尺、杆重1钱、锤重6分、盘重5分、初毫起量0.5钱、初毫分量1厘、初毫末量1.5钱、中毫分量1厘、中毫末量1钱、末毫分量1厘、末毫末量0.5钱。其二,杆长1.4尺、杆重1.5钱、锤重6钱、盘重4钱、初毫分量5钱、初毫末量24铢、中毫分量2?、中毫末量12铢、末 毫分量1?、末毫末量6铢。“因度尺而求厘,自积黍而取?”是统一重量计量单位制,确定单位量值的法制计量管理和计量科学实践的活动,是制造杆秤的核心标准工艺和技术。
一般家庭(以三口之家为例),通常配备燃气灶具和燃气快速热水器两种燃气用具各1台。燃气灶具每个灶眼的热负荷一般在4kW左右,共计8kW,每小时大消耗的天然气大致为0.8m3/h;热水器通常的型号规格分10升、11升、13升和16升等,对应的热负荷大致为20 kW、22 kW、26 kW、32 kW,每小时消耗的大天然气大致为 2.0 m3/h、2.2 m3/h、2.6 m3/h、3.2 m3/h 。用户可根据各自燃气用具的使用时间测算出燃气使用量,再乘以燃气单价,即可大致计算出燃气费用。通常,一般三口之家(使用灶具和热水器)按平均每天使用燃气灶0.5小时、热水器0.5小时计算,每天燃气消费量约在1.5m3,每月使用燃气约45 m3。以上海为例:按单价3.00元/ m3价格计算,每月的燃气使用费在135元左右。所以,由于各用户的生活习惯不同,每月燃气费在100-200元,应该基本均属正常。如果部分用户家庭燃气设备较多,尤其冬天采用燃气采暖,其燃气用量会急剧上升,加上超量后的阶梯气价,燃气费会出现叠加式增长,用户应特别留意,以免引起不必要的纠纷。燃气用户如对燃气费无异议,应及时缴纳燃气费;如有异议,应及时向有关单位或部门反映,以免产生附加费用(如滞纳金等)。