进口煤值测量专用量热仪

加拿大物理学家们首次利用量子力学克服了测量科学中的一个重大挑战。新开发的多探测器方法可测量出纠缠态的光子，实验装置使用光纤带收集光子并将其发送到由11个探测器组成的阵列。此项研究为使用量子纠缠态开发下一代超精密测量技术铺平了道路。 　　研究报告主要作者之一、多伦多大学物理系量子光学研究小组博士生罗泽马· 李称，新技术能利用光子以经典物理学无法达到的精度进行测量。此项研究成果在线发表在《物理评论快报》上。 　　现存最灵敏的测量技术，从超精确原子钟到世界上最大的望远镜，均依赖于检测波之间的干涉，这种干涉发生于两个或更多个光束在相同空间的碰撞。罗泽马及其同事使用的量子纠缠态包含N个光子，它们在干涉仪中均被保证采取同样的路径，即N个光子要么全部采取左手路径，要么全部采用右手路径。 　　干涉效应可用干涉仪进行测量。干涉装置的测量精度可通过发送更多的光子加以改善。当使用经典光束时，光子数目(光的强度)增加100倍，干涉仪的测量精度可提高10倍，但是，如果将光子预先设置在一个量子纠缠态，干涉仪在同等条件下的测量精度则同步增长100倍。 　　科学界虽已了解到测量精度可通过使用纠缠光子加以改善，但随着纠缠光子数的上升，所有的光子同时到达相同检测器的可能性微乎其微，因此该技术在实践中几无用处。罗泽马及其同事于是开发出一种使用多个探测器来测量纠缠态光子的新方法。他们设计了一种使用&ldquo 光纤带&rdquo 的实验装置，用以收集光子并将其发送到11个单光子探测器组成的阵列。 　　这使研究人员能够捕捉到几乎所有最初发送的多光子。罗泽马称，同时将单光子以及两个、三个和四个纠缠光子送入检测设备，测量精度可得到显著提高。 　　研究人员表示，两个光子好于一个光子，探测器阵列的效果则远远好于两个。随着技术的进步，采用高效探测器阵列和按需纠缠的光子源，此项技术可被用于以更高精度测量更多的光子。《物理评论快报》的评论指出，该项技术为提高成像和光刻系统的精度提供了一种行之有效的新途径。

11月17日，中国科大中科院微观磁共振重点实验室彭新华研究组和德国亥姆霍兹研究所Dmitry Budker教授合作，利用本团队近期发展的量子精密测量技术，实现了对一类超越标准模型的新相互作用的超灵敏检验，实验界限比先前的国际最好水平提升至少2个数量级。相关研究成果以“Search for exotic spin-dependent interactions with a spin-based amplifier”为题在线发表于国际知名学术期刊《Science Advances》上[Sci. Adv. 7, eabi9535 (2021)]。研究粒子及其相互作用是基础科学的核心，而标准模型则是目前公认最成功的理论。在其框架内，电磁相互作用由光子传递，弱相互作用由W及Z玻色子传递。然而，标准模型依旧无法解释当前宇宙天文学的一些重要观测事实，譬如暗物质和暗能量。因此物理学家普遍认为存在超越标准模型的新粒子，譬如弱相互作用大质量粒子（Weakly Interacting Massive Particle， WIMP）、轴子（axion）、暗光子（dark photon）等。这些新粒子可以作为传播子，传递标准模型粒子之间的新相互作用。诺贝尔物理学奖得主Wilczek在1984年提出轴子可以作为传播子诱导出新的自旋相互作用，并在2004年进一步提出自旋体系可以用来搜寻这种新自旋相互作用。随后，在2006年物理学家Dobrescu 和 Mocioiu 考虑传播子为一般玻色子的情形，引入15种新奇自旋相互作用，这为新粒子及其新相互作用的实验搜寻提供了更广阔的研究思路。一旦这些新粒子及新相互作用被实验发现，必将是诺贝尔奖级别的工作。但因新自旋相互作用的效应十分微弱，目前实验搜寻极具挑战性，亟需探索新方法来提升实验灵敏度。图1 检验新相互作用的实验装置和相应的磁探测灵敏度。针对以上难题，彭新华研究组利用近期发展的量子自旋放大器技术[Nat. Phys. 2021]，实现了对待测磁信号2个数量级的放大（如图1所示），并进一步用于一类速度依赖的新相互作用的实验检验。物理学家Dobrescu等人预测，存在一种超越标准模型的自旋为1的Z’玻色子，在运动的质量源与核自旋之间传递新相互作用，其作用强度正比于质量源的相对速度及质量大小。因此，本研究采用一块高密度BGO晶体，并将其高速转动，从而诱导出BGO晶体和自旋放大器中氙核自旋的相互作用。更近一步研究发现，这种新相互作用等效于在原子核上产生一个交流震荡磁场，因此可以将新相互作用的测量转化为磁场测量。量子自旋放大器技术能够以超低噪声水平放大待测磁场，因此可以大大提高新相互作用的搜寻灵敏度。针对可能的技术噪声的干扰，研究人员巧妙地利用新相互作用速度依赖的特性，对震动和经典磁场等干扰信号进行的有效排除。本工作的实验结果表明，在搜寻范围未发现新粒子存在的证据，并由此给出一类新波色子与原子核耦合界限，其优于以前国际最佳界限至少2个数量级[如图2(a)和(b)所示]。图2 新奇相互作用实验界限（a）提升至少4个数量级。（b）提升至少2个数量级。审稿人对这一工作高度评价“I therefore recommend publication of this work for its scientific impact, application of a new experimental method in this field, and strong potential for future improvements.（考虑到这个工作在新奇相互作用探索领域应用了一种新的实验技术和未来广泛的应用前景，我因此极力推荐发表工作）”。这一成果展示了量子精密测量技术与基础物理检验的有机结合，说明利用核自旋量子放大器来研究各种超越标准模型的新物理具有独特优势，有望激发宇宙天文学、粒子物理学和原子分子物理学等多个基础科学的广泛兴趣。彭新华研究组长期瞄准量子精密测量领域，利用量子精密测量技术来解决世界前沿科学问题。包括于2018年自主研发出超灵敏原子磁力计，并且利用该技术实现了无需磁场的新型核磁共振技术，“零磁场核磁共振” [Sci. Adv. 4(6), eaar6327 (2018)]；于2019年至2020年发展新型原子磁力仪技术[Adv. Quantum Technol. 3, 2000078 (2020)，Phys. Rev. Applied 11, 024005 (2019)]，达到了国际领先水平的磁场探测灵敏度；通过进一步研究，于2021年实现了新型的自旋微波激射器，在低频段创造了国际最佳的磁探测灵敏度[Sci. Adv. 7(8), eabe0719 (2021)]。之后，彭新华研究组将已发展的平台型量子精密测量技术用于寻找新粒子，取得了一系列对推动学科领域发展有实质性贡献的研究成果。包括于2021年利用新型量子自旋放大器搜寻暗物质候选粒子，首次突破国际公认最强的宇宙天文学界限[Nat.Phys. (2021)，DOI：10.1038/s41567-021-01392-z]。中国科学院微观磁共振重点实验室博士研究生苏昊文和王元泓为该文共同第一作者，彭新华教授和江敏副研究员为共同通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委和安徽省的资助。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi9535量子自旋放大技术论文链接：https://www.nature.com/articles/s41567-021-01392-z

仪器信息网讯 2012年6月9日-10日，由上海仪迈仪器科技有限公司和广西计量协会联合主办的2012广西糖厂化验室仪器使用与维修培训班在广西南宁顺利举行。180余名来自广西、广东、海南、云南等地制糖企业的实验室人员参加了此次培训班。广西计量院相关领导、上海仪迈仪器科技有限公司副总经理夏云雷先生出席了此次活动。 交流会现场 　　上海仪迈致力于“打造品质与进口高端仪器媲美 价格与国产仪器接近的本土精品” 上海仪迈仪器科技有限公司副总经理夏云雷先生 　　夏云雷先生介绍说：“中国分析测试仪器的市场多年来已经形成进口仪器和国产仪器两大阵营各自为阵的格局，呈现出进口仪器价高质高，国产仪器性能质量不够稳定的特征。因而上海仪迈成立之初就确立了以‘打造品质与进口高端仪器媲美，价格与国产仪器接近的本土精品’为己任。我们的愿景是成为中国本土仪器精品的代名词，着力打造‘Insmark’这一中国品牌新形象，为用户提供价格合理，品质性能优异，功能和操作符合中国用户使用习惯和应用需求的分析仪器。” 　　“经过长时间的筹备，上海仪迈吸纳了国内仪器行业顶尖人才，组成了核心技术团队和管理精英团队，并引进了海外技术和资源， 在公司内部创立了一套先进的产品开发和管理流程。在产品设计当中，上海仪迈坚持的理念是一切从用户和应用出发，为中国用户提供快捷、个性化的产品。目前，我们拥有多项专利技术储备以及多种产品研发的技术平台。在客户服务方面，上海仪迈是目前唯一能够提供IQ/OQ/PQ服务的国产仪器厂商、唯一能够提供具备GLP，数据溯源、用户管理等先进功能的国内厂家。” 　　“正是上海仪迈独特的发展理念，以及人才和技术方面的实力，我们获得了资本市场的青睐，这也使我们有足够的资金以最快的速度不断地向市场推出新的产品。同时我们也得到了政府部门的支持，专注于打造国产精品仪器。” 　　最后，夏云雷先生表示：“打造国产仪器品牌，研发精品仪器，在目前的市场环境中其实这条路并不好走，但我们还是要坚持，我们要用足够的耐心和勇气让用户看到国产仪器也有精品，国产仪器也可以拥有国际化的影响力。” 　　倾听用户的声音 因“用”而动的产品设计理念 上海仪迈仪器科技有限公司研发工程师陈睿先生 　　陈睿先生说到：“倾听用户的声音(VOC-voice of customer)一直是上海仪迈进行产品设计的灵感及构思的来源。我们的产品设计理念是因‘用’而动，这里的‘用’包括用户和应用两个方面。上海仪迈目前推出的折光仪、旋光仪系列产品定位和设计任务由市场与应用专家充分研究海内外产品的性能，特别是中国用户的使用习惯的基础上制定 同时我们定期收集用户意见，革新和改进产品，不断追求完美 另外我们还专门研究行业的特殊应用，为行业和一些的特殊应用量身定做仪器。” 　　“此次活动中我们展示的糖业专用仪器，就是在走访工厂、认真探讨蔗糖生产流程、研究甘蔗制糖行业的应用需求后，成立了项目小组在通用型旋光仪和折光仪的基础上，设计出的专门针对甘蔗制糖行业的专用产品。新产品在硬件方面进行了光路设计革新，进一步满足了对有色糖溶液的测量需求 开发新型软件，实现了旋光仪、折光仪联用，数据打印等功能 专门设计操作流程和操作界面，实现蔗糖分、简纯度等多种参数的直接测量等。在设计过程中我们对产品性能进行多重测试，精益求精 并采集用户实际数据，对产品进行了大量的测试和验证。” 　　优秀的产品设计离不开优秀的人才，陈睿先生介绍说：“目前上海仪迈拥有业内30年以上产品研发经验的顶级教授级高工, 高级设计师 业内15年以上产品管理, 研发及应用开发经验的海归专家 10年以上研发与项目管理经验的外企高工，以及拥有数年研发经验，勇于拼搏和创新的80后工程师。大家的共同目标就是倾听用户的声音，开发满足用户需求的精品仪器。” 　　唯“糖”独尊——量身打造糖业专用旋光仪、折光仪、旋折联用系统 上海仪迈仪器科技有限公司产品工程师谢军先生 　　在经过了大量的调查统计之后，上海仪迈的研发人员发现目前折光仪、旋光仪在甘蔗制糖行业的应用当中存在的问题主要包括：样品颜色深，测不准 目前的仪器不能直接读出简纯度、蔗糖分等重要数据，需要手工查表或计算，导致工作效率低下，而且容易出错 另外，不能满足某些特殊的应用需求，比如成品糖的纯度比对。基于上海仪迈在折光仪、旋光仪研发方面的技术实力，上海仪迈推出了针对制糖行业专用的折光仪、旋光仪、旋折联用仪。上海仪迈产品工程师谢军先生分别介绍了这三类仪器的特点。 IP140糖业专用旋光仪 　　“IP140糖业专用旋光仪采用LED冷光源，延长光源使用寿命，并采用半导体控温，精度更高。其透过率限值远低于市场上同类产品，可达到0.5%，可测透过率≥0.5%的深色样品，满足深颜色样品的测量需求。此外，能够直接读取简纯度、蔗糖分等多种数据 可与折光仪联用，并具备打印功能，有助于实验记录的溯源和归档，避免人为更改和减少抄写记录的差错。” 　　“同时IP140糖业专用旋光仪拥有测量系统自动监控报警功能，当被测样品的颜色太深或透过率低于仪器的测量限值时，提示操作者测量数据可能有偏差 若样品透过率太低，可能导致无法锁定终点，也会提示用户要将样品稀释测量或重新过滤。” IR120S智能型折光仪 　　“IR120S智能型折光仪采用宽大的LCD彩色触摸屏，不需目视瞄准，中文界面、具备中英文输入功能，极大地方便了用户操作 此外，采用全反射原理，不需要繁琐的机械和光学零件，大大降低了制造成本。仪器还自带流通池，确保了高精度糖度和折光指数的测量 采用蓝宝石棱镜，避免多次测量样品后，棱镜被擦毛 具有自动温度补偿功能，符合国际糖度标准 同时内置国标测量方法及用户自定义方法 拥有独创的测量系统自检、补偿和报警功能。” IPR-S旋折联用系统 　　“甘蔗制糖生产过程中，需要综合折光仪和旋光仪测量的结果进行计算。为保证原始数据的正确传递，避免繁琐的人工计算，上海仪迈推出了IPR-S旋折联用系统，其中旋光仪为主设备，折光仪为从设备，折光仪测量数据将可以直接导入旋光仪的测量界面中。还可以在旋光仪的测量界面中选择‘连接打印机’，将测量的一系列数据通过打印机打印出来。” 　　最后，谢军先生表示：“上海仪迈在蔗糖行业智能型专用仪器的研发方面，虽倾注了大量的时间和精力。但公司本着唯‘糖’独尊的理念，加料不加价，用户只需要付普通仪器的价钱，即可享受个性化VIP服务。” 上海仪迈仪器科技有限公司销售工程师袁天斌先生 IR200S手持式糖度计 　　上海仪迈销售工程师袁天斌先生介绍了IR200S手持式糖度计的特点及使用，“IR200S手持式糖度计是目前市场上唯一不需要用水校准的糖度计，它的测量范围为0-95% ，精度高达±0.1% ，能够提供观测锤度和改正锤度两种测量结果，可满足各类样品的测量需求。” 　　“IR200系列手持式折光仪采用中文屏幕导航式操作菜单，测量简便，方便使用。该仪器虽然是手持式折光仪，却具有较大的市场上独一无二的LCD彩色显示屏。不仅可显示日期、时间、测量结果、温度等各种详细信息，还可在特定条件下完成测量并及时保存测量记录。无论是车间还是田间地头，处处使用都可以得心应手。” 用户交流现场 　　在此次活动中，现场用户对于上海仪迈的糖业专用折光仪、旋光仪表现出了浓厚的兴趣。在上海仪迈的工程师对糖业专用折光仪、旋光仪做了介绍后，现场许多用户针对自己感兴趣的问题进行了提问 会议茶歇间隙，用户对上海仪迈在会场内展示的仪器进行了操作和使用，并向现场的工程师反馈了自己的意见和建议。不少用户表示上海仪迈的仪器外观精致，仪器的一些特殊设计及功能对自己的日常实验工作也很有帮助。如果实验室的折光仪、旋光仪需要更新，将会考虑采购上海仪迈的仪器。 　　广西计量院陈老师表示上海仪迈的糖业专用折光仪旋光仪所采用的技术以及可实现的操作方式等都是国产仪器当中最先进的。 　　广西计量院曾老师表示他对于上海仪迈推出的旋光仪折光仪联用技术最感兴趣，认为这一技术有助于减小误差、提高数据分析的准确度。 　　最后，为了感谢广大用户的支持，上海仪迈在此次活动中还特别为用户准备了精美的礼品，希望广大用户能够多关注上海仪迈，多为上海仪迈的产品研发提宝贵意见，上海仪迈将继续努力坚持为用户提供价格合理，品质性能优异的精品仪器。