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GIQS 时事通讯，2021 年 4 月第 3 期 - BIPM
GIQS 的目标是实现阻抗（电阻、电容、电感）测量对国际单位制 (SI) 定义常数（普朗克常数和基本电荷）的经济高效的可追溯性。将开发新的且更易于操作的测量桥、方便且更易于使用的石墨烯量子标准、低温系统以及将它们结合起来的方法。该项目目前正处于开发过程中，并且在实现其目标方面已取得了一些进展。
TCEM 路线图：SI 基础、基本测试和...
TCEM 路线图：SI 的基础、基本测试和量子测量 EMPIR 支柱：开发和服务于与计量相关的基础科学 触发因素：未来量子技术的发展和基础科学的开发需要新的（基于量子的）计量学。新科学将为计量学创造新的机会。当今的纳米技术可以访问量子效应控制设备功能的维度。这一发展创造了利用量子效应开发技术并实现新功能范式的机会，例如信息和通信技术中的量子密钥分发。与此同时，新的量子现象正在以越来越快的速度被发现，这拓宽了量子技术的基础。由于任何成功的工程工作都依赖于可靠的测量，因此需要新的基于量子的计量学来推进量子技术并利用基础科学的成果。计量学本身应基于不受时间和空间影响的通用标准。为此，SI 基本单位应与自然界的基本常数相联系。这种联系通过量子效应实现，可提供前所未有的准确性。为了进一步提高测量的灵敏度和准确性，基础科学将提供克服噪声限制和降低测量侵入性的策略。目标 1.根据 CIPM 建议实际实现 SI 单位的新定义 该目标侧重于实际实现千克、开尔文和安培的新定义，它们将分别与普朗克常数、玻尔兹曼常数和基本电荷相联系 1 。瓦特天平允许将质量追溯到普朗克常数。测量包括两个步骤。在称重阶段，质量上的重力与磁场中载流线圈上的磁力相平衡。在移动阶段，当同一线圈穿过磁场时，测量线圈中感应的电压。使用约瑟夫森和量子霍尔效应确定电压和电流。在理想情况下，磁场在两个阶段保持稳定，运动得到完美控制，设备的任何热漂移都可以忽略不计。改进的瓦特平衡实验将以更准确的方式解释与理想情况的任何偏差。然而，此外，更实用的设计将定期生成将质量与普朗克常数联系起来的数据。脉冲驱动的约瑟夫森电压标准提供基于量子的可编程电压瞬变，带宽为数十 kHz。它们可用于生成量子噪声测温的噪声信号，以实现基于玻尔兹曼常数的新定义的开尔文。安培与基于量子的单位系统中的基本电荷相关。一个概念上简单的实际实现是单电子电流源，它在固定驱动频率的每个周期产生整数个基本电荷。基于半导体和超导体技术，有前景的设备概念已经得到展示。
大电流真空二极管中“异常”电子的物理性质
简介/目的：从理论上解释亚纳秒真空二极管中存在一组电子，其动能远高于施加电压（乘以基本电荷值）qU max 。方法：采用基于 Vlasov-Poisson 微分方程组数值解的数学方法，用于各种设计的一维真空二极管。结果：详细显示了所谓的“异常”电子出现在表征真空二极管中建立电流流动过程的瞬态时间域中。结论：令人信服地表明，“异常”电子的存在与二极管设计或额外电流载体的存在无关。在电压脉冲前沿为亚纳秒的真空二极管中，超过 qU max 的能量可能超过 20%。
一种通用SARS-COV DNA疫苗，高度交叉...
复合物（尘土飞扬）等离子体是等离子体系统，它们用纳米计的凝结物颗粒播种至微米大小，通常在低温低压等离子体放电中设计。[1]这些颗粒嵌入在等离子体中时，会通过不断收集和发射血浆颗粒和辐射来充电。[2]复杂的等离子体有两个理论方面，这是充电过程的两种后果，它们都广泛吸引。（a）固定在灰尘表面上的基本电荷对于微米大小的谷物为千的阶。因此，通过控制等离子体条件和灰尘参数（密度，大小），平均灰尘 - 固定相互作用能可以变得异常高，这意味着尘埃成分的耦合参数可以超过统一性。[3]
量子自旋液体 - NSF-PAR
背景：多年前，列夫·朗道 (Lev Landau) 教我们如何通过序参量来思考物质的不同相，该序参量表征了对称性破缺态相对于对称性保持态的关系。但最近人们意识到并非所有物质相都能用这一范式来描述。20 世纪 80 年代分数量子霍尔态的发现令人震惊地证明了这一点。多年来，人们已经阐明，这些状态以及它们的奇异激发（携带电子基本电荷合理分数的准粒子）是基态波函数的拓扑性质的结果，具有一种特殊的远程量子纠缠。人们可能想知道自旋是否也会发生类似的现象。这些“量子自旋液体”是否真的存在于自然界中一直是研究的课题。
可发布的 T1 J1.3 项目 JRP 摘要 (REUNIAM...
为响应国际度量衡委员会 (CIPM) 的号召，集中研究可能重新定义的 SI 系统，REUNIAM 项目旨在为重新定义 SI 基本单位安培提供重要基础。在可能基于基本常数的新 SI 中，电单位将发挥关键作用：宏观量子效应将它们直接与基本电荷 e 的值和普朗克常数 h 联系起来。在新系统中，单位安培可以由乘积 e · f 定义，将其与 e 和频率 f 相关联。但是，用于从 e 和 h 导出单位伏特和欧姆的量子效应允许实现 V 和 Ω 比单电荷传输 (SCT) 效应允许从 e 导出安培更精确，因为关系 e · f 只能在低频下使用，这限制了这种小电流的实际使用。
新 SI 时代的量子霍尔效应
2019 年 5 月 20 日，全球庆祝了世界计量日，这反映了国际单位制 (SI) 的历史性变革。在建立新 SI 时，世界各国政府计量界的代表与国际度量衡委员会 (CIPM) 决定，所有计量单位都应可追溯到自然界的基本常数。七个基本单位现在与七个固定值相关联，其中四个已被修改为表示精确值：普朗克常数 ( h )、基本电荷 ( e )、玻尔兹曼常数 ( k B ) 和阿伏伽德罗常数 ( N A )。常数 h 和 e 的变化对欧姆、伏特和安培等电学单位的定义有直接影响。在量子霍尔效应 (QHE) 的背景下，冯·克利青常数从 1990 年设定的常规值 ( R K-90 = 25 812.807 Ω) 变为了最新科学得出的 h/e 2 值 ( R K = 25 812.807 459 304 5 Ω)。
冷且密集的扰动QCD在非常强的磁性背景中
我们计算有限的baryon密度扰动QCD中的第一原理和非常高的磁场的压力，最多可达两循环和物理夸克质量。我们框架的有效性区域由M s≪μQ效应效率p给出，其中m s是奇怪的夸克质量，μQ是夸克化学电位，E是基本电荷，而B是磁场强度。我们在运行耦合中包括重新归一化量表的效果，αSðμq；效率EBpÞ，并运行奇怪的夸克质量。我们还讨论了手性限制中的简化。交换图有效地忽略的贡献允许为纯夸克磁铁的状态方程构建一个简单的分析模型，并在非常大的b值下计算其质量和半径。这些结果对扰动QCD的最大质量和相关半径的行为产生了限制。我们还讨论了极端磁场的磁袋模型。
信息表 - Physikalisch-Technische Bundesanstalt
电气精密测量越来越依赖于量子标准的使用，量子标准的精度不受制造公差的限制。使用量子标准，电气单位可以追溯到自然的基本常数，这些常数与时间和空间无关。因此，量子标准是通用的测量工具。如今，国家计量机构已经定期使用电气量子标准来重现电压和电阻的单位。目前，量子电压和电阻标准也正在开发用于工业用途。电流的量子标准正在深入研究，这是由《米制公约》的意图推动的，该公约旨在通过将国际单位制基本单位安培与基本电荷联系起来来重新定义安培。量子传感器（例如单电荷探测器和SQUID）由于其高灵敏度而成为重要的测量仪器。所有这些计量应用的基础都是由最先进的洁净室技术奠定的，而这种技术是当今电气计量的基础——微电子和纳米电子电路制造所必需的。n
新国际单位制中的电量子计量学 - 热量计量
自 2019 年 5 月起，测量基础 SI 基于选定基本常数的固定值。这使得自 1990 年以来与 SI 分离的电气计量重新回归到通用单位制中。通过约瑟夫森效应实现量化电压和通过量子霍尔效应实现量化电阻的实际实现并没有改变，但现在结果直接与基本电荷 e 和普朗克常数 h 的固定值组合有关。利用欧姆定律，这也可以实现量化电流。但新的 SI 还允许直接直观地实现电流：通过重复转移单个量化电荷 e 来产生量化电流。近年来，通过精确的单电子泵浦在实现这种实现方面取得了巨大进展。比较这些不同实现产生的电流，即关闭所谓的量子计量三角，将允许测试电量子计量的基础。在我的演讲中，我将介绍电量子计量和新 SI，回顾单电子泵送的进展并讨论量子计量三角的现状。