超精密测量技术取得新进展

　　

伊莱·A·萨特和彼得·W·萨特制出了世界上最小的吸管。在它的帮助下，他们发现金属液滴的凝固过程与科学家过去所认为的并不相同。

　　仄升吸量管和量子尺给“微小”一词赋予了新的含义。

　　科学家们使用吸管来量取和配制精确体积的液体。现有吸管能够量取的液体最小体积可达1阿升(attoliter，10-18升)，也就是一百亿亿分之一升。

　　美国布鲁克海文国家实验室的物理学家彼得·W·萨特(Peter W. Sutter)和伊莱·A·萨特(Eli A. Sutter)已经打破了这一下限：他们制造出一种吸管，可以量取体积仅有1阿升的千分之一，即1仄升的微小液滴。如此微小的体积，只能容纳1万到100万个金属原子。

　　这些研究人员使用一条锗纳米线，一端连有一小团固态金锗合金。他们把这条两微米长的微小部件装进一个碳壳中，就构成了一个吸量管。在真空室里，他们加热并熔化合金，再用一束电子束照射碳壳的末端。电子束为熔化的金属打开一个出口，涌出的金属就形成了一个微小的液滴，直径仅40纳米，体积35仄升。

干涉仪中的纠缠态光子可以用于超高精度测量

　　在仄升量级下量取液体就已如此困难，那么，在经典物理学理论不再适用的更小尺度下进行测量，又会如何呢？利用量子力学进行高精度测量的量子测量法(Quantum metrology)就是这样一种技术。利用这种技术，日本北海道大学(Hokkaido University)和英国布里斯托尔大学(University of Bristol)的物理学家把光子对距离的测量精度几乎提高了一倍。

　　在以前的研究中，科学家曾用纠缠于同一量子叠加态上的光子进行距离测量，这次取得的进展也建立在这一基础之上。研究小组将两个光子对导入一台干涉仪，这台设备会用反射镜产生一个环形光路，让光波彼此干涉。每一个光子都会一分为二，同时沿两条路径运动。一组4个处于某一纠缠态的光子沿某一个方向在干涉仪的环形光路中前进，而另一组4个光子则沿相反方向前进。反向运动的光子发生的干涉，可以揭示两组光子运行距离上的细微差异。

　　精密测量在许多领域都大有用途，比如在使用激光刻蚀计算机芯片中的超薄电路时，精密测量技术就可以大显身手。

　　撰文/史蒂文·阿什利(Steven Ashley)

　　译/王栋 校/罗绮、虞骏

（本文引自：http://tech.sina.com.cn/d/2008-01-04/00141952573.shtml）

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