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打造顯微鏡級溫度計 量子傳感技術功不可沒
2020年09月16日 08:40:00
來源：儀器網 點擊量：4830
量子力學是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支，研究對象包括原子、分子、凝聚態物質以及原子核和基本粒子。
【化工儀器網 行業動態】提起量子技術，你想到的是什么？對大多數人而言，可能就是騙子口中神乎其神的各類量子產品吧！的確，自從量子技術這一概念在國內逐漸火熱以來之后，量子閱讀、量子美容以及量子水杯等各種打著“量子學”旗號的騙局層出不窮，讓大多數對量子物理知之甚少的消費者們防不勝防，導致大家對與“量子”相關的產品也漸漸避而遠之。
雖然“量子騙局”花樣百出，但量子技術卻并非空有虛名，而且是21世紀非常熱門的前沿科技之一。量子力學是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支，研究對象包括原子、分子、凝聚態物質以及原子核和基本粒子。1900年，為了解釋黑體輻射的實驗現象，物理學家普朗克提出了“能量的小單元“這一假設，并將其命名為“量子”。此后，經過愛因斯坦、玻爾、海森伯與薛定諤等科學家的不斷完善，逐漸建立了完整的量子力學理論。
現如今，隨著科學技術的快速發展，量子技術也逐漸走出了實驗室，進入傳感、通訊、成像、醫療及信息處理等領域，為人類創造出越來越多的福利。甚至在儀器儀表領域，量子技術也有可能推動新技術的創新和突破。
近日，來自大阪城市大學的研究人員與合作伙伴就利用量子技術發明出了一款基于顯微鏡的新型溫度計，不僅可以準確、可靠地測量微觀動物的溫度，還能檢測溫度依賴性的量子自旋和熒光納米金剛石。
早在此前，該研究小組就使用一種類似量子傳感的技術，成功測量到了培養細胞內生物過程的熱量和溫度。為了打造這種溫度計，研究人員使用聚合物結構裝飾納米金剛石的表面并將其注射到線蟲體內，通過藥物治療刺激線蟲線粒體使其體內發燒，然后利用量子溫度計成功地觀察到了這一溫度的變化和上升。雖然線蟲移動速度非常快，但量子監控算法依舊能跟蹤納米金剛石并穩定地測量溫度。據研究人員介紹，量子傳感技術利用的是極其脆弱的量子系統對周圍環境的敏感性，該測試結果作為一個重要的里程碑，將對量子傳感跟生物學的融合以及未來的發展方向作出一定的指導意義。
不可否認的是，溫度已經與現代人們的日常生活密不可分。電視新聞和手機里面的天氣預報、生病發燒時的體溫測量與工業生產過程的溫度控制，都離不開小小的溫度計。作為發展歷程非常漫長的儀表之一，溫度計的種類、原理和應用范圍不斷拓展，從煤油溫度計開始，酒精溫度計、水銀溫度計、氣體溫度計以及電子溫度計等不斷更替，滿足著科學技術發展與工業測溫條件的需求。
科學技術的發展和融合需要我們理性思考和看待，雖然量子技術現在離我們的日常生活還很遙遠，但作為21世紀具有發展潛力的前沿科技之一，與其相關的任何一項研究取得進展和突破，都有可能使人們的生活發生翻天覆地的變化。而這一技術將如何在人類歷史中留下濃墨重彩的一筆，更加值得我們期待。
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