Khi ảo thuật gia nói với bạn rằng không có gì trong tay áo của anh ta, bạn được mời nhìn ngoài mồ hôi cánh tay và không khí hôi hám để tìm những lá bài hoặc những chú thỏ ẩn nấp bên trong.

Nhưng khi một nhà sản xuất vi mạch chất lượng cao nói rằng không có gì trong buồng chân không của họ thì bạn thực sự cần phải tin tưởng họ. Lông, hạt bụi hoặc thậm chí các hạt chất gây ô nhiễm có thể đủ để phá hủy công nghệ tinh vi.

Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) hiện đã xác nhận một quy trình mà họ đã thực hiện được một thời gian để đo chính xác áp suất khí cực thấp trong một không gian hạn chế, mang đến cho các ngành công nghiệp và nhà nghiên cứu một phương pháp mới để đạt được kết quả không có gì.

Cố gắng đuổi từng hạt khí ra khỏi thùng chứa nhanh chóng trở thành một việc làm ngu ngốc. Chắc chắn sẽ còn sót lại một số kẻ ngoan cố đi lạc hậu. Tuy nhiên, nếu áp lực tập thể của họ ít hơn 0,000001 Pa (khoảng một phần nghìn tỷ bầu khí quyển), chúng ta có thể gọi nó là siêu chân không bằng cách sử dụng Tiêu chuẩn chân không nguyên tử lạnh (CAVS).

Có được phép đo chính xác và đáng tin cậy về mức độ chân không này điều khó khănthường phụ thuộc vào các thiết bị được sử dụng các phân tử khí còn lại làm điểm khởi đầu cho electron, hoặc tính phí cho họ và thu thập các hạt ion hóa để đếm.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tự hỏi liệu những hạn chế của các thí nghiệm liên quan đến nguyên tử làm lạnh bằng laser có thể biến thành một công cụ hữu ích để phát hiện và tính toán tàn dư của khí quyển còn sót lại trong buồng chân không hay không.

Các nguyên tử kim loại lạnh, không tích điện bị mắc kẹt trong bẫy từ thường xuyên đau khổ Vấn đề khó chịu – các hạt khí bay có thể đánh bật chúng ra khỏi lồng. Mặt khác, việc đo sự mất đi của những nguyên tử này có thể cung cấp một dấu hiệu khá đáng tin cậy về nồng độ của các hạt vận tốc cao trong môi trường của chúng.

Bằng cách gắn một bẫy từ chứa khoảng một nghìn nguyên tử lithium hoặc rubidium vào buồng chân không, các nhà nghiên cứu của NIST đã chỉ ra rằng có thể đo áp suất liên tục trong phạm vi chân không cực cao, tạo ra một loại cảm biến CAVS mới.

Trong khi họ đã nghiên cứu thiết bị này suốt bảy năm qua, nhóm nghiên cứu gần đây đã kết nối công nghệ CAVS mới của họ với một hệ thống có thể rò rỉ đều đặn hàng chục tỷ hạt vào một căn phòng mỗi giây.

Bằng cách so sánh kích thước tiêu chuẩn của các hạt đi vào buồng với các phép đo trên cảm biến CAVS cải tiến, nhóm nghiên cứu đã chứng tỏ rằng phương pháp của họ không chỉ là điểm 0; Nó đơn giản hơn nhiều so với bất cứ thứ gì đã được sản xuất trước đây.

Và không cần hiệu chuẩn, trên thực tế, nó là một máy đo chân không tiêu chuẩn ngay khi xuất xưởng.

“Trên thực tế, phiên bản di động rất đơn giản, cuối cùng chúng tôi đã quyết định tự động hóa nó để hiếm khi phải can thiệp vào hoạt động của nó.” Anh ta nói Nhà vật lý NIST Dan Parker.

“Trên thực tế, hầu hết dữ liệu từ CAVS di động cho nghiên cứu này được lấy khi chúng tôi đang ngủ thoải mái ở nhà.”

Nó có thể không hoàn toàn giống như phép thuật, nhưng đối với các nhà sản xuất chất bán dẫn tiên tiến hoặc các nhà nghiên cứu dựa vào máy hút bụi để nghiên cứu mọi thứ từ sóng hấp dẫn Để biến sự hỗn loạn lượng tử thành hư vô, công nghệ mới có thể chính là thứ họ cần để đảm bảo rằng họ gần như không có gì trong tay.

Nghiên cứu này đã được công bố trên Khoa học lượng tử AVS.