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      迄今最低溫度在實驗室測得

      時間:2021-10-18 09:33:51 來源:科技日報

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      德國研究人員實現迄今最低溫度。圖片來源:美國趣味科學網站


        德國科學家最近打破了實驗室測量到的最低溫度紀錄!據美國趣味科學網站10月14日報道,他們讓磁化氣體從120米高的塔上落下,測得其溫度僅比絕對零度(-273.15℃)高38萬億分之一攝氏度。


        研究人員解釋說,溫度是分子振動的一種量度:分子集合運動得越多,集體的溫度就越高。因此,絕對零度是所有分子運動停止的點。而在開爾文溫標中,零開爾文對應的就是絕對零度。


        在最新實驗中,研究人員在真空室內的磁場中捕獲了由大約10萬個氣態銣原子組成的原子云。然后,他們將真空室的溫度冷卻到絕對零度之上20億分之一攝氏度。盡管這本身就是一項世界紀錄,但這對想要突破物理學極限的研究人員來說還不夠,為了更冷,他們需要模擬深空條件。


        因此,研究小組把他們的裝置帶到了歐洲空間局的不來梅下降塔——不來梅大學的一個微重力研究中心。他們讓真空室自由下落,同時快速打開和關閉磁場,讓銣原子氣體云在重力作用下自由漂浮,將銣原子的運動減慢到幾乎為零。


        研究小組說,處于玻色—愛因斯坦凝聚態(BEC)下的氣體云在38萬億分之一開爾文下保持了大約2秒鐘,創造了紀錄,打破了美國國家標準與技術研究所科學家此前用激光器實現的紀錄。BEC被稱為物質的第五種形態,處于BEC態下的物質的“行為舉止”類似一個大原子。


        研究人員稱,理論上,他們可以在真正失重的條件下(如太空中)維持這一溫度長達17秒。


        接近絕對零度時,物質會“舉止”反常。如2017年發表于《自然·物理學》雜志上的一項研究表明,在絕對零度下,光變成了一種可以直接倒入容器中的液體。在美國國家航空航天局的冷原子實驗室,研究人員甚至目睹原子同時存在于兩個地方。麻省理工學院的研究人員稱,超低溫有助科學家建造出更好的量子計算機。


        據悉,宇宙中已知最冷的天然之處是旋鏢星云,它位于半人馬座,距離地球約5000光年。歐洲空間局的數據顯示,其平均溫度為零下272攝氏度(約1開爾文)。


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