比绝对零度高38万亿分之一摄氏度 迄今为止的最低温度是在实验室里测得的

  • 2021-10-18 15:28
  • 科技日报

德国科学家最近打破了实验室测量的最低温度记录!据美国趣味科学网站10月14日报道,他们让磁化气体从120米高的塔上落下,测得的温度仅比绝对零度(-273.15)高38万亿分之一摄氏度。

研究人员解释说,温度是衡量分子振动的标准:分子移动得越多,集体温度就越高。因此,绝对零度是所有分子运动停止的点。在开尔文温标中,零开尔文对应绝对零度。

在最新的实验中,研究人员在真空室的磁场中捕获了由大约10万个气态铷原子组成的原子云。然后,他们将真空室的温度冷却到绝对零度以上20亿分之一摄氏度。虽然这本身就是一项世界纪录,但对于想要突破物理学极限的研究人员来说,这还不够。为了更冷,他们需要模拟深空条件。

因此,研究小组将他们的装置带到了位于欧洲航天局不来梅下降塔——的不来梅大学微重力研究中心。它们让真空室自由下落,同时快速开启和关闭磁场,使铷原子气体云在重力作用下自由漂浮,将铷原子的运动速度减慢到几乎为零。

研究小组表示,玻色-爱因斯坦凝聚态物质(BEC)中的气体云在38万亿分之一开尔文的温度下保持了大约2秒钟,创造了一项记录,并打破了美国国家标准与技术研究所的科学家此前用激光实现的记录。BEC被称为物质的第五种形式,物质在BEC状态下的“行为”类似于一个大原子。

研究人员说,理论上,他们可以在真正失重的条件下(如太空)保持这个温度长达17秒。

接近绝对零度时,物质会表现异常。例如,2017年发表在《自然物理学》杂志上的一项研究表明,在绝对零度时,光变成一种液体,可以直接倒入容器中。在美国宇航局的冷原子实验室,研究人员甚至同时见证了两个地方原子的存在。麻省理工学院的研究人员表示,超低温有助于科学家制造更好的量子计算机。

据报道,宇宙中已知最冷的自然场所是镖星云,它位于半人马座,距离地球约5000光年。根据欧洲航天局的数据,平均温度为零下272摄氏度(约1开尔文)。

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