Термометр, который не врет годами. Обычные термометры сопротивления, даже очень точные, со временем начинают ошибаться: материал стареет, контакты окисляются, и показания уплывают. Новый квантовый термометр устроен иначе — он использует сами атомы рубидия как эталон.
Внутри крошечной стеклянной ячейки находятся пары рубидия. Ученые подсвечивают их лазером, атомы возбуждаются и испускают свет двух разных цветов. Соотношение яркостей этих двух цветов зависит только от температуры — и больше ни от чего. Это как если бы вы измеряли температуру по высоте пламени: пока горит один и тот же газ, высота говорит о жаре, а не о состоянии горелки.
Главное преимущество — долговременная стабильность. Платиновый термометр нужно регулярно проверять и калибровать, потому что его сопротивление меняется от ударов, вибраций и даже от того, как его держали в руках. Рубидиевому термометру это не страшно: свойства атомов рубидия не меняются ни через год, ни через десять лет. Точность 30 милликельвинов (0.03 градуса) сохраняется без всякой подстройки.
Такой прибор особенно нужен в космосе, где нет возможности привезти термометр в лабораторию для поверки. Спутники годами работают в вакууме и перепадах температур, и если датчик начнет врать, вся научная аппаратура может дать сбой. Квантовый термометр обещает стать надежным «вечным» эталоном температуры на орбите.
Рубидий использовался в самых точных атомных часах, но его способность светиться по-разному при разной температуре стала основой для термометра только сейчас.