科學家剛剛打破實驗室有史以來最低溫度記錄
德國一個科學研究團隊剛剛打破一項記錄,獲得實驗室最冷溫度。 這個溫度無限接近絕對零度,僅比零下273.15攝氏度高出38萬億分之一度。 該團隊正在研究第五種物質狀態,即玻色-愛因斯坦凝聚物(BEC)的量子特性,這是一種只存在於超冷條件下的氣體衍生物。 而在BEC階段,物質本身表現得像一個大原子,因此成為量子物理學家特別感興趣的課題。
研究人員比以往任何時候都更接近於實現絕對零度。 (圖片來源:Shutterstock)
溫度是分子間平均平動動能的量度:分子運動越激烈溫度就越高,而絕對零度則是所有分子運動停止的臨界點,即零下273.15攝氏度。 接近絕對零度時,物質往往會變得有些不可思議。 根據2017年發表在《自然物理學》(Nature Physics)雜誌上的一項研究,在接近絕對零度時,光變成了一種可以倒進容器的液體。 同年發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上的一項研究也顯示,過冷氦氣在極低的溫度下停止運動。
Physical Review Letters此前期刊封面
在最新實驗中,科學家在真空艙內的磁場中捕獲了大約由10萬個氣態銣原子組成的原子雲,並將真空艙溫度冷卻到絕對零度之上二十億分之一攝氏度。 但對於想要挑戰物理學極限的研究人員來說,這個溫度還不夠。 為獲得更低的溫度,他們需要類比深空環境,並最終在德國不來梅大學的微重力研究中心實現這一創舉,BEC下的原子雲在38萬億分之一開爾文下保持了大約2秒鐘的時間。 這項研究結果被發表在《Physical Review Letters》上。
研究人員表示,理論上,在真正失重的條件下可以保持這種溫度長達17秒。 麻省理工學院的研究人員則稱,超低溫在未來某天或幫助科學家建造更好的量子計算機。
宇宙中迄今已知最冷的地方是旋鏢星雲(Boomerang Nebula),距離地球約5000光年。 根據歐洲航太局的數據,該星雲的平均溫度為零下272攝氏度。