美国国家标准与技术研究院 （NIST） 的科学家们报告了可用于科学、太空和制造业的最准确且免校准的原子温度计。该设备的作基于量子物理学原理，因此完美无缺。现代科学温度计需要长时间的校准，即使这样，它们也不能保证准确的测量，而原子温度计则是免费的。
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NIST 研究人员的解决方案基于所谓的里德堡原子。铷原子通常是这样制造的。为此，有必要用能量泵送最外层的电子，使其与原子核的距离增加三个数量级。要理解尺度，假设一个原子的原子核大小为 1 毫米，那么“抽吸”原子的大小为 30 米。当原子变成里德堡时，原子的大小将增加多达 1000 倍，在我们的示例中相当于 30 公里。由于一切都与量子物理学（基本粒子的性质）有关，因此所有这些状态和能量的计算精度都精确到小数点后 12 位。
因此，即使默认情况下，涉及里德堡原子的测量也将非常准确，只需依靠宇宙的基本特性（使用必要的设备和计算算法）。然而，这种简单性当然是显而易见的。然而，组织这种温度计的设备已经变得非常紧凑，可以用于生产。
在原子温度计中，铷原子被冷却到接近绝对零度的温度（高达 0.5 mK）。这将原子的固有振动（它们的能量）降低到最低限度。同时，一团铷原子被电磁场保持在太空中，阻止其接触腔室的壁。之后，云被激光照射，最远的电子吸收能量，然后它们进入比标准轨道高 1000 倍的轨道。
之后，它仍然需要监测远距离电子的行为，这些电子从周围空间吸收或释放能量。这种能量相当于被测物体的温度，并由它发射的光子携带。通过接收和提供能量，电子会改变轨道，从这些变化中可以非常精确地计算出物体的温度。测量以非接触方式进行，这在许多情况下非常方便。
这一突破不仅为新型温度计铺平了道路，而且对原子钟尤其重要，因为它们的精度可能会受到意外加热的影响。“原子钟对温度变化非常敏感，这可能导致它们的测量中出现小误差，”科学家们解释说。“我们希望这项新技术将有助于使我们的原子钟更加准确。”
所有这些都将在科学和量子计算方面带来新的机会，首先改善深空的自主导航，并将在许多其他领域发挥作用。
