新型溫度計

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對於物理學家來說,測量溫度不僅僅是讀取水銀柱。他們希望用物理常數來定義溫度,就像長度是相對於光速來描述的一樣(一米是光在絕對真空中 1/299,792,458 秒內傳播的距離)。目前,溫度的基本單位開爾文被笨拙地定義為絕對零度和水的三相點之間的差值的 1/273.16——也就是說,當水的汽態、液態和固態可以在一定壓力下共存時。一個開爾文的跨度與一個攝氏度相同。

現在,物理學家發明了一種電子溫度計,該溫度計將溫度直接與一個基本數字聯絡起來——即玻爾茲曼常數,該值與分子的動能有關。(該常數在高中化學中通常縮寫為 k 或 kB。)該裝置的核心是,在隧道結陣列(夾在電極之間的薄絕緣層)中,電導率的變化方式與玻爾茲曼常數乘以溫度成正比。

儘管這種庫侖阻塞測溫技術(正如該技術所稱)已經出現在一些專用裝置中,但現有版本的電子特性波動使其在極低溫度下不可靠。赫爾辛基理工大學的科學家們製造的新型溫度計可在低至 150 毫開爾文的溫度下工作。此外,芬蘭物理學家表示,可以使用標準半導體制造方法進行批次生產。他們在 11 月 14 日的《物理評論快報》中描述了他們的工作。

Charles Q. Choi 是《大眾科學》的撰稿人。他的作品也曾發表在《紐約時報》、《科學》、《自然》、《連線》和《LiveScience》等刊物上。在業餘時間,他遊歷了七大洲。

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大眾科學 Magazine Vol 300 Issue 2本文最初以“新型溫度計”為題發表於大眾科學雜誌 第 300 卷第 2 期 (), 第 30 頁
doi:10.1038/scientificamerican0209-30a
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