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迄今最低温度在实验室测得

来源:科技日报2021-10-18 10:12

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  科技日报讯(记者刘霞)德国科学家最近打破了实验室测量到的最低温度纪录!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,测得其温度仅比绝对零度(-273.15℃)高38万亿分之一摄氏度。

  研究人员解释说,温度是分子振动的一种量度:分子集合运动得越多,集体的温度就越高。因此,绝对零度是所有分子运动停止的点。而在开尔文温标中,零开尔文对应的就是绝对零度。

  在最新实验中,研究人员在真空室内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之上20亿分之一摄氏度。尽管这本身就是一项世界纪录,但这对想要突破物理学极限的研究人员来说还不够,为了更冷,他们需要模拟深空条件。

  因此,研究小组把他们的装置带到了欧洲空间局的不来梅下降塔——不来梅大学的一个微重力研究中心。他们让真空室自由下落,同时快速打开和关闭磁场,让铷原子气体云在重力作用下自由漂浮,将铷原子的运动减慢到几乎为零。

  研究小组说,处于玻色—爱因斯坦凝聚态(BEC)下的气体云在38万亿分之一开尔文下保持了大约2秒钟,创造了纪录,打破了美国国家标准与技术研究所科学家此前用激光器实现的纪录。BEC被称为物质的第五种形态,处于BEC态下的物质的“行为举止”类似一个大原子。

  研究人员称,理论上,他们可以在真正失重的条件下(如太空中)维持这一温度长达17秒。

  接近绝对零度时,物质会“举止”反常。如2017年发表于《自然·物理学》杂志上的一项研究表明,在绝对零度下,光变成了一种可以直接倒入容器中的液体。在美国国家航空航天局的冷原子实验室,研究人员甚至目睹原子同时存在于两个地方。麻省理工学院的研究人员称,超低温有助科学家建造出更好的量子计算机。

  据悉,宇宙中已知最冷的天然之处是旋镖星云,它位于半人马座,距离地球约5000光年。欧洲空间局的数据显示,其平均温度为零下272摄氏度(约1开尔文)。

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