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美国国家标准与技术研究院(NIST)的物理学家将一个机械物体的温度降至新低,突破了所谓的“量子极限”。
《自然》杂志刊文介绍了NIST的这个新实验。文章描述了如何将一只纳米尺度上的机械鼓---- 一个可以振动的铝薄膜----冷却到低于五分之一个能量量子的温度,这个温度低于量子力学预言的低温度。
NIST的科学家说,理论上这个技术可以把物体冷却到零度,这是一个万物沉寂、没有能量、也没有运动的温度。
“鼓被冷却到的温度越低,在应用中的表现就越好,”该实验的负责人、NIST物理学家JohnTeufel说。“传感器会更加地灵敏;储存器可以保存更久的信息。若用来造量子计算机,计算过程会没有任何失真,可以准确地给出你想要的答案。”
铝鼓的直径200纳米,厚度100纳米,它嵌在一个特殊设计的超导电路中,鼓的振动可以影响在其腔体中来回反射的微波。微波也是电磁波的一种,是一种看不见的“光”,比起可见光来,它的波长更长,频率更低。
我们知道,光子的频率越高,能量就越大,多余的能量自然来自量子鼓本身。当光子积累到一定程度后便从鼓中溢出,带走这些能量,鼓就被冷却下来了。这个原理与大名鼎鼎的激光冷却原理大同小异,1978年NIST次用激光冷却了一个原子,如今激光冷却已经被应用于原子钟等广泛领域。
近的一次NIST实验又有了新的改进----使用“压缩态光”(squeezed light)来驱动电路。“压缩”(Squeezing)是一个量子力学的概念,一个处于压缩态的光子,其噪音或量子扰动被压缩到了低。
在量子扰动的制约下,传统技术只能将物体冷却到了某一个低温度,NIST的团队通过使用压缩光,获得了更加的电流频率。这个特殊的电路可以产生十分“纯净”的光子,将量子扰动控制在低水平,从而突破了低温度的限制。
铜漏壶作为古代一种极为重要的计时器具,不仅出现年代早,而且应用广泛。在2015年11月13日,南昌西汉海昏侯墓园1号主墓的酒具库内出土了一把计时用的铜漏壶。海昏侯墓组副组长张仲立说,这是迄今为止我国发现的第六把滴漏报时铜漏壶,也是在江西发现。
古代人们在用陶器取水、储水的时候,因陶器质地疏松,难免出现漏水现象。通过长期观察,人们注意到漏水容器水面下降的高低和时间有一定对应关系,从而制成了用于计时的漏水壶。至于发明漏水壶计时器的年代,目前尚不能做出准确回答。我国历史文献中曾说:“漏刻之作盖肇于轩辕之日,宣乎夏商之代。”这是说产生于黄帝时代,也就是原始社会末期,到夏商时已普遍使用,但目前尚缺少实物证据。
据《周礼》记载,作为掌管计时的官员“挈壶氏”是世袭制。西周时已有掌管漏壶计时的官员??挈壶氏,设下士6人及史二人,徒12人。这说明至少距今3000年时,就已正式使用和管理漏壶了。
到了秦代,计时的壶开始用刻漏。秦宫中掌管刻漏的官员称为“率更”。《汉书》卷十九上《百官公卿表上》:“詹事,秦官,掌皇后、太子家,有丞。属官有太子率更。”颜师古注:“掌知刻漏,故曰率更。”
到了汉代,滴漏报时有了制度。夜漏尽,指天明,要鸣鼓报时;昼漏尽,指夜临,要鸣钟报时。自汉以后,历代循行。文献资料记载显示,汉代刻漏分昼漏与夜漏,共一百刻(一刻等于14.4分)。《说文解字》水部:“漏,以铜受水,刻节,昼夜百刻。”卫宏《汉旧仪》:“至立春,昼四十六刻,夜五十四刻。”《周礼注疏》郑司农云:“分以日夜者,异昼夜漏也。漏之箭,昼夜共百刻。冬夏之间有长短焉,太史立成法有四十八箭。”贾公彦疏:“此据汉法而言。”可见,汉代刻漏计时与日晷计时是一致的,都是一日百刻之制。
吴健雄是世界的核物理学家,“东方居里夫人”,在β衰变研究领域具有世界性的贡献。她1944年参加“曼哈顿计划”,1958当选为美国科学院院士,1975年任美国物理学会任女性会长。
吴健雄在实验核物理方面的研究工作涉及面广。她尤其注意实验技术的不断改进,曾对多种核辐射测量仪器的开发、改进做出了贡献,例如薄窗盖革计数器、某些塑料闪烁探测器。
吴建雄为大家所熟知的是她验证了李政道、杨振宁提出的宇称不守恒理论。1956年李政道、杨振宁提出在β衰变过程中宇称可能不守恒之后,吴健雄设计了实验来证明这一的理论。实验要求原子的振动、转动降到低而且排齐,她需要了一个“冰屋”来使核不动,这“冰屋”的温度低到温度0.01K,还要施加10 T 强磁场。当时任何大学实验室都不能满足如此苛刻的实验要求,她联系了拥有全美高水平实验室的美国国家标准局(NBS,美国标准技术院的前身),希望利用该局的国家计量绝热去磁装置来做她的“冰屋”,结果 得到热烈欢迎,并邀请她到NBS来做实验。
在NBS的大力协助下,吴健雄实现了把钴 -60 原子核自旋方向几乎都控制在同一方向,而观察钴 -60 原子核β衰变放出的电子的出射方向。他们发现绝大多数电子的出射方向都和钴 -60 原子核的自旋方向相反。就是说,钴 -60 原子核的自旋方向和它的β衰变的电子出射方向形成左手螺旋,而不形成右手螺旋。但如果宇称守恒,左右手螺旋两种机会相等。因此,这个实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。在整个物理学界产生了极为深远的影响。
电器产品的绝缘性能是评价其绝缘好坏的重要标志之一,它通过绝缘电阻反映出来。我们测定的产品绝缘电阻,是指带电部分与外露非带电金属部分(外壳)之间的绝缘电阻。在家用电器产品标准中,通常只规定热态绝缘电阻,而不规定常态条件下的绝缘电阻值,常态条件下的绝缘电阻值由企业标准中自行制定。如果常态绝缘电阻值低,说明绝缘结构中可能存在某种隐患或受损。如电机绕组对外壳的绝缘电阻低,可能是在嵌线时绕组的均线槽绝缘受到损伤所致。在使用电器时,由于突然上电或切断电源或其它缘故,电路产生过电压,在绝缘受损处产生击穿,造成对人身的安全或威胁。
绝缘电阻测量仪通常分为直接作用模拟指示的绝缘电阻表和电子式绝缘电阻表。随着技术的发展,电子式绝缘电阻表逐步取代直接作用模拟指示的绝缘电阻表。电子式绝缘电阻表按显示的不同分为模拟显示和数字显示两种类型,计量单位为MΩ或GΩ,主要用于测量设备和材料的绝缘电阻。
直接作用模拟指示的绝缘电阻表的检定规程为JJG 622-1997《绝缘电阻表(兆欧表)检定规程》,其规定直接作用模拟指示的绝缘电阻表的检定周期不得超过2年。电子式绝缘电阻表的检定规程为JJG 1005-2005《电子式绝缘电阻表检定规程》,其规定电子式绝缘电阻表的检定周期不得超过1年。(来源:2016年全国计量科普知识库)
《宋史.律历志》记载宋太宗下诏“详定称法,著为通规”。为此,时任主管贡品库藏的官员刘承?于公元1004年一公元1007年间创制两支“等(戥)秤”,他循“因度尺而求重,自积黍而取?”之术,“以厘、?造一钱半及一两等二秤”。刘承?制造的戥秤是我国古代代的小型杆秤,此后它成为称量贵金属及贵重药材的工具并沿用近千年。刘承?创制的两支戥秤构造是:其一,杆长1.2尺、杆重1钱、锤重6分、盘重5分、初毫起量0.5钱、初毫分量1厘、初毫末量1.5钱、中毫分量1厘、中毫末量1钱、末毫分量1厘、末毫末量0.5钱。其二,杆长1.4尺、杆重1.5钱、锤重6钱、盘重4钱、初毫分量5钱、初毫末量24铢、中毫分量2?、中毫末量12铢、末 毫分量1?、末毫末量6铢。“因度尺而求厘,自积黍而取?”是统一重量计量单位制,确定单位量值的法制计量管理和计量科学实践的活动,是制造杆秤的核心标准工艺和技术。
一般家庭(以三口之家为例),通常配备燃气灶具和燃气快速热水器两种燃气用具各1台。燃气灶具每个灶眼的热负荷一般在4kW左右,共计8kW,每小时大消耗的天然气大致为0.8m3/h;热水器通常的型号规格分10升、11升、13升和16升等,对应的热负荷大致为20 kW、22 kW、26 kW、32 kW,每小时消耗的大天然气大致为 2.0 m3/h、2.2 m3/h、2.6 m3/h、3.2 m3/h 。用户可根据各自燃气用具的使用时间测算出燃气使用量,再乘以燃气单价,即可大致计算出燃气费用。通常,一般三口之家(使用灶具和热水器)按平均每天使用燃气灶0.5小时、热水器0.5小时计算,每天燃气消费量约在1.5m3,每月使用燃气约45 m3。以上海为例:按单价3.00元/ m3价格计算,每月的燃气使用费在135元左右。所以,由于各用户的生活习惯不同,每月燃气费在100-200元,应该基本均属正常。如果部分用户家庭燃气设备较多,尤其冬天采用燃气采暖,其燃气用量会急剧上升,加上超量后的阶梯气价,燃气费会出现叠加式增长,用户应特别留意,以免引起不必要的纠纷。燃气用户如对燃气费无异议,应及时缴纳燃气费;如有异议,应及时向有关单位或部门反映,以免产生附加费用(如滞纳金等)。
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