เทอร์โมมิเตอร์ที่ดีที่สุดของโลกที่ทำจากแสง

ทีมวิจัยชาวออสเตรเลียได้พัฒนาอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่มีความไวสูงกว่าหลายเท่าเมื่อเทียบกับที่ผลิตอยู่ตอนนี้

อุปกรณ์นี้รู้จักกันในนามของ เทอร์โมมิเตอร์นาโนเคลวิน ซึ่งสามารถวัดอุณหภูมิที่มีความแตกต่างถึง 30 พันล้านดีกรี ตามที่ได้รายงานเอาไว้ในวารสารทางวิชาการระดับนานาชาติ Journal of Physical Review Letters

 “มันดีกว่าถึงสามเท่าในการบันทึก” นักฟิสิกส์ผู้ทำการทดลองได้เขียนไว้ ซึ่งก็คือศาสตราจารย์ Andre Luiten จาก University of Adelaide

อุปกรณ์วัดอุณหภูมิ หรือเทอร์โมมิเตอร์ต้องไม่เพียงที่จะวัดได้อย่างเที่ยงตรง แต่พวกมันจะต้องสามารถเลือกที่จะวัดอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปนอกเหนือไปจากการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในบรรยากาศโดยรอบ

Luiten และทีมวิจัยของเขาได้พัฒนาเทคนิคใหม่ที่ใช้ในงานนี้

เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการบังคับแสงสีแดงและสีเขียวให้หมุนรอบกว่า 1000 รอบบริเวณขอบของคริสตัลที่มีรูปร่างคล้ายกับแผ่นดิสก์

แสงที่สะท้อนออกมาจะดูคล้ายกับเสียงกระซิบในห้องแกลลอรี่ ที่ซึ่งเมื่อคุณกระซิบใกล้กับกำแพงที่เป็นส่วนโค้ง เสียงนั้นจะไหลไปรอบโครงสร้างภายในของผนัง คุณจะได้ยินมันกลับออกมาอีกด้านหนึ่งของห้อง

 “พวกเราทำในสิ่งที่คล้ายกันกับการไหลของแสงไปรอบๆแผ่นดิสก์” Luiten กล่าว

ความเร็วของแสงที่เปลี่ยนไปในคริสตัลจะขึ้นกับอุณหภูมิของดิสก์

 “เมื่อพวกเราทำการให้ความร้อนกับคริสตัลที่ซึ่งแสงนั้นทำการเคลื่อนผ่าน นั่นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความเร็วแสงรอบๆคริสตัลเพราะคริสตัลนั้นกำลังขยายตัว” Luiten กล่าว

ในการวัดความแตกต่างเชิงสัมพัทธ์ระหว่างความเร็วของแสงสีเขียวและสีแดง นักวิจัยสามารถวัดอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงภายในแผ่นดิสก์ได้ถึง 30 พันล้านดีกรี เมื่อเทียบกับ 100 พันล้านดีกรีสำหรับเทอร์มอมิเตอร์ที่ใช้แสงก่อนหน้า

เขากล่าวว่า “อุปกรณ์นี้มีความเที่ยงตรงมากกว่า 30 เท่าเมื่อเทียบกับอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่ดีที่สุดในห้องแลปที่หาได้ ณ ตอนนี้”

อุปกรณ์ที่อาศัยเทคนิคนี้สามารถนำไปใช้ได้ในหลายๆแบบ เช่น ใช้ตรวจความแตกต่างระหว่างความดันหรือความเข้มข้นของการระเบิด หรือมลภาวะ

 “การแสดงเกี่ยวกับอุปกรณ์วัดอุณหภูมิที่ว่องไวนี้คล้ายกับการก้าวกระโดดเข้าสู่ยุคใหม่”

การวัดเชิงสัมพัทธ์

ระบบนี้มีความเที่ยงตรงเท่าที่มันจะทำได้แต่ก็ยังเหมือนกับตัววัดอุณหภูมิที่เที่ยงตรงอื่นๆไม่สามารถวัดอุณหภูมิสัมบูรณ์ได้

 “เพราะยังไม่มีความถูกต้องแม่นยำพอ” Luiten กล่าว “มันสามารถใช้ในการตรวจสอบการได้ดีเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเท่านั้น”

 “คำกล่าวอ้างของกลุ่มก่อนหน้าในการที่จะสร้างนาฬิกาที่มีความถูกต้องแม่นยำ แต่นาฬิกาเหล่านั้นไม่สามารถบอกคุณได้ว่าเวลานั้นของวันเป็นเช่นไร พวกมันวัดได้แค่การเปลี่ยนแปลงของช่วงเวลา เช่นความยาวของหนึ่งวินาที” เขากล่าว

เขากล่าวต่อว่า “แต่ในหลายๆกระบวนการของอุตสาหกรรม อุณหภูมิจริงๆนั้นไม่ใช่สิ่งสำคัญ สิ่งสำคัญคือคุณสามารถที่จะรักษาอุณหภูมินั้นไว้ให้คงที่ค่าที่ต้องการได้หรือเปล่า” Luiten กล่าว

ที่มา: //www.abc.net.au/science/articles/2014/06/02/4017064.htm