科学家刚刚打破实验室有史以来最低温度记录

2021年10月15日 17:20 次阅读 稿源:凤凰网科技 条评论

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德国一个科学研究团队刚刚打破一项记录,获得实验室最冷温度。这个温度无限接近绝对零度,仅比零下273.15摄氏度高出38万亿分之一度。该团队正在研究第五种物质状态,即玻色-爱因斯坦凝聚物(BEC)的量子特性,这是一种只存在于超冷条件下的气体衍生物。而在BEC阶段,物质本身表现得像一个大原子,因此成为量子物理学家特别感兴趣的课题。

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研究人员比以往任何时候都更接近于实现绝对零度。(图片来源:Shutterstock)

温度是分子间平均平动动能的量度:分子运动越激烈温度就越高,而绝对零度则是所有分子运动停止的临界点,即零下273.15摄氏度。接近绝对零度时,物质往往会变得有些不可思议。根据2017年发表在《自然物理学》(Nature Physics)杂志上的一项研究,在接近绝对零度时,光变成了一种可以倒进容器的液体。同年发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一项研究也显示,过冷氦气在极低的温度下停止运动。


Physical Review Letters此前期刊封面

在最新实验中,科学家在真空舱内的磁场中捕获了大约由10万个气态铷原子组成的原子云,并将真空舱温度冷却到绝对零度之上二十亿分之一摄氏度。但对于想要挑战物理学极限的研究人员来说,这个温度还不够。为获得更低的温度,他们需要模拟深空环境,并最终在德国不来梅大学的微重力研究中心实现这一创举,BEC下的原子云在38万亿分之一开尔文下保持了大约2秒钟的时间。这项研究结果被发表在《Physical Review Letters》上。

研究人员表示,理论上,在真正失重的条件下可以保持这种温度长达17秒。麻省理工学院的研究人员则称,超低温在未来某天或帮助科学家建造更好的量子计算机。

宇宙中迄今已知最冷的地方是旋镖星云(Boomerang Nebula),距离地球约5000光年。根据欧洲航天局的数据,该星云的平均温度为零下272摄氏度。

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