Amerika Serikat baru saja meluncurkan standar baru yang pasti: ScienceAlert

Saat pesulap memberi tahu Anda bahwa tidak ada apa-apa di balik lengan bajunya, Anda diundang untuk melihat selain keringat di lengan dan udara kotor untuk mencari kartu atau kelinci yang bersembunyi di dalamnya.

Namun ketika produsen microchip berkualitas tinggi mengatakan tidak ada apa pun di ruang vakum mereka, Anda harus benar-benar memercayai mereka. Rambut, partikel debu, atau bahkan partikel kontaminan sudah cukup untuk menghancurkan teknologi yang rumit.

Institut Standar dan Teknologi Nasional AS (NIST) kini telah memvalidasi proses yang telah mereka kerjakan selama beberapa waktu untuk mengukur secara akurat tekanan gas yang sangat rendah dalam ruang terbatas, sehingga menawarkan cara baru bagi industri dan peneliti untuk melakukan apa pun.

Mencoba mengusir setiap partikel gas keluar dari wadah dengan cepat menjadi tugas yang bodoh. Beberapa orang yang keras kepala dan tersesat pasti akan tetap ada. Namun, jika mereka mendapat tekanan kolektif kurang dari 0,000001 Pa (sekitar sepertriliun atmosfer), kita dapat menyebutnya ruang hampa super tinggi menggunakan Cold Atomic Vacuum Standard (CAVS).

Dapatkan pengukuran tingkat vakum ini yang akurat dan andal hal yang sulitbiasanya tergantung pada perangkat yang digunakan molekul gas yang tersisa sebagai titik awal elektron, atau menagih mereka dan mengumpulkan partikel terionisasi untuk dihitung.

Namun, para peneliti bertanya-tanya apakah keterbatasan eksperimen yang melibatkan atom berpendingin laser dapat diubah menjadi alat yang berguna untuk mendeteksi dan menghitung sisa-sisa atmosfer yang tertinggal di ruang vakum.

Atom logam dingin dan tidak bermuatan terperangkap dalam perangkap magnet sering menderita Masalah yang mengganggu – partikel gas yang beterbangan dapat membuat mereka terlempar keluar dari kandangnya. Di sisi lain, mengukur hilangnya atom-atom ini dapat memberikan indikasi yang cukup andal mengenai konsentrasi partikel berkecepatan tinggi di lingkungannya.

Dengan memasang perangkap magnet yang berisi sekitar seribu atom lithium atau rubidium ke ruang vakum, peneliti NIST telah menunjukkan bahwa pengukuran tekanan secara terus menerus dalam kisaran vakum ultra-tinggi dapat dilakukan, sehingga menciptakan sensor CAVS jenis baru.

Meskipun mereka telah mengutak-atik perangkat ini selama tujuh tahun terakhir, tim tersebut baru-baru ini menghubungkan teknologi CAVS baru mereka ke sistem yang dapat terus menerus membocorkan puluhan miliar partikel ke dalam ruangan per detik.

Dengan membandingkan ukuran standar partikel yang memasuki ruangan dengan pengukuran pada sensor CAVS yang inovatif, tim menunjukkan bahwa metode mereka bukan sekadar titik nol; Ini jauh lebih sederhana daripada apa pun yang pernah diproduksi sebelumnya.

Dan tanpa memerlukan kalibrasi, ini sebenarnya adalah pengukur vakum standar.

“Faktanya, versi portabelnya sangat sederhana, kami akhirnya memutuskan untuk mengotomatiskannya sehingga kami tidak perlu mengganggu pengoperasiannya.” Dia berkata Fisikawan NIST Dan Parker.

“Faktanya, sebagian besar data dari CAVS portabel untuk penelitian ini diambil saat kami sedang tidur nyenyak di rumah.”

Ini mungkin tidak seperti sihir, tetapi bagi produsen semikonduktor mutakhir atau peneliti yang mengandalkan penyedot debu untuk mempelajari segala hal mulai dari gelombang gravitasi Untuk mengubah kekacauan kuantum menjadi ketiadaan, teknologi baru bisa menjadi apa yang mereka perlukan untuk memastikan bahwa mereka hampir tidak punya apa-apa lagi.

Penelitian ini dipublikasikan di Ilmu Kuantum AVS.