人类创造的最低温度记录:0.000000000038K

绝对零度是热力学温标的最低值,也就是理想状态上气体的焓和熵都达到最小值的状态,这个时候就是0开尔文(0K),也就是绝对零度,转化为℃的话,绝对零度就是-273.15℃。

绝对零度被认为是存在于理论中的最低温度,也是永远不可能实现的一个温度。在宇宙中,目前发现的最低温度是在回旋镖星云,它的局部气体温度为1K。虽然如此,科学家依然在不断的探索各种新的技术来不断的接近绝对零度。

在2021年科学家刚刚将这个最低温度的世界纪录刷新到了0.000000000038K,也就是38皮开尔文(pK),是一开尔文(或一摄氏度)的38万亿分之一,由此可见这个温度是多么多么的接近于绝对零度了。

科学家在实验室中创造的最低温度记录是0.000000000038K
科学家在实验室中创造的最低温度记录是0.000000000038K

这次实验中科学家采用的实验物质并不是普通物质,而是玻色-爱因斯坦凝聚体,这是一种仅在超冷条件下才能存在的气体衍生物。科学家在真空室内的磁场中捕获了大约10万个铷原子云,然后将这些铷原子云冷却到极低的温度,使其变成玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)的量子气体,其中的铷原子开始像一个大原子一样起作用,从而使奇怪的量子效应在宏观尺度上变得可见。

最终科学家只获得了绝对零度以上十亿分之二度,但是这个温度还不是最低的,接着科学家将整个装置放入到一个120米的高塔中,在整个装置自由落体的过程中,科学家反复开启包含铷原子云的磁场,当磁场关闭的时候,气体开始膨胀,温度继续降低;当磁场打开的时候,气体又会继续收缩。

这个最低温度的记录只持续了2秒钟
这个最低温度的记录只持续了2秒钟

这种转换最终使得铷原子云气体的碰撞几乎到达极限,也预示着它的温度也达到了最低点,也就是0.000000000038K。虽然这个最低温度的世界纪录只保持了2秒钟,但是依然被科学家精确测量出来。

实际上如果这个实验是在失重环境下进行的话,那么这个世界纪录可以保持17秒钟左右。

为什么科学家要进行这类超低温的实验呢,主要是在绝对零度附近,物质会表现出一些奇怪的现象。我们都知道温度其实就是分子振动的一种外在表现,分子振动越快,则它的温度就越高,绝对零度下分子就会停止运动。当接近绝对零度的时候,一些反常识的事情就会出现,比如光会变成一种液体,你甚至能够将光倒入容器中。所以科学家正是通过这些实验不断的探索物质在绝对零度附近的各种表现来研究物质的基本特性。

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