Zastosowanie zjawisk kwantowych w metrologii

• Autorzy: Szymaniec K.

Warianty tytułu

EN

Quantum effects used in metrology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono zjawiska kwantowe obserwowane w materiałach w fazie skondensowanej, które mają praktyczne znaczenie w metrologii wielkości elektrycznych. Powszechne stosowanie metod wzorcowania w oparciu o te zjawiska spowodowało, że obowiązujące definicje (np. ampera i wolta) nie są już realizowane. Ponadto, ogromny postęp w dziedzinie pomiaru czasu i częstotliwości - a także w innych dziedzinach metrologii - sprawił, że zaistniała potrzeba zmiany definicji niektórych jednostek podstawowych układu Sl. Nowe definicje polegałyby na ustaleniu wartości liczbowych pewnych stałych fizycznych, w tym w szczególności uniwersalnych stałych kwantowych jak stała Plancka i ładunek elementarny.

EN

In the paper, described are solid-state quantum effects, which are of practical meaning in electrical metrology. Calibration methods based on these effects are now commonly used in the official SI definitions of the electrical units (e.g. ampere and volt) are no longer realized. Moreover, there has been recently significant progress in time and frequency measurement - as well as in other branches of metrology. As a result, there is a need to change definitions of some of the SI base units. In the new definitions, the numerical values of certain physical constants would be fixed. In particular, the values of fundamental constants of quantum physics, that is the Planck constant and the elementary charge, would be fixed.

Słowa kluczowe

PL

metrologia stosowana; zjawiska kwantowe; faza skondensowana; stałe fizyczne; układ SI; stała Plancka; ładunek elementarny; zjawisko Josephsona; kwantowe zjawisko Halla; pompa elektronów; trójkąt metrologiczny

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Fizyczne
• Czasopismo: Postępy Fizyki
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 62, z. 2
• Strony: 77--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Szymaniec K.

• National Physical Laboratory, Teddington, Wielka Brytania

Bibliografia

• [1] R. Poepel, „The Josephson Effect and Voltage Standards”, Metrologia, 29 (1992) 153-174 (1992).
• [2] K. von Klitzing, „The Quantized Hall Effect” (Wykład Noblowski), Rev. Mod. Phys. 58 (1986) 519-531.
• [3] J. Flowers, „The Route to Atomic and Quantum Standards”, Science, 306 (2004) 1324.
• [4] A. Tzalenchuk, S. Lara-Avila, A. Kalaboukhov, S. Paolillo, M. Syvajarvi, R. Yakimova, O. Kazakova, T.J.B.M. Janssen, V. Fal’ko, S. Kubatkin, „Towards a Quantum Resistance Standard Based on Epitaxial Graphene”, Nature Nanotechnology, 5(2010) 186-189.
• [5] K. Flensberg, A.A. Odintsov, F. Liefrink, P. Teunissen, „Towards Single-Electron Metrology” Int. J. Mod. Phys. B, 13(1999) 2651.
• [6] M.D. Blumenthal, B. Kaestner, L. Li, S. Giblin, T.J.B.M. Janssen, M. Pepper, D. Anderson, G. Jones, D.A. Ritchie, ,”Gigahertz Quantized Charge Pumping”, Nature Physics, 3 (2007) 343.
• [7] M. W. Keller, „Current Status of the Quantum Metrology Triangle”, Metrologia, 45 (2008) 102-109.
• [8] B. P. Kibble, I. A. Robinson, J. H. Belliss, „A Realization of the SI Watt by the NPL Moving-coil Balance”, Metrologia, 27(1990) 173-192.
• [9] P. Becker, H. Bettin, H-U. Danzebrink, M. Glaser, U. Kuetgens, A. Nicolaus, D. Schiel, P. De Bievre, S. Valkiers, P. Taylor, „Determination of the Avogadro Constant via the Silicon Route”, Metrologia, 40 (2003) 271-287.
• [10] N.F. Ramsey, „History of Atomic Clocks”, Natl. Bur. Stand., 88 (1983) 301.
• [11] W. Chałupczak, K. Szymaniec, „Czas Atomów”, Świat Techniki (grudzień 2005).
• [12] N. F. Ramsey, „Experiments with Separated Oscillatory Fields and Hydrogen Masers” (Wykład Noblowski), http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/ramsey-lecture.pdf
• [13] W. D. Phillips, „Laserowe chłodzenie i pułapkowanie atomów obojętnych”, Postępy Fizyki, 49 (1998) 310.
• [14] J. Mostowski, „Nobel z fizyki za teorię i praktykę w optyce”, Postępy Fizyki, 57 (2006).
• [15] P.J. Mohr, B. N. Taylor, „CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 2006”, Rev. Mod. Phys., 80 (2008) 633-730.