北京時(shí)間 10 月 15 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，德國(guó)一個(gè)科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)剛剛打破一項(xiàng)記錄，獲得實(shí)驗(yàn)室最冷溫度。這個(gè)溫度無(wú)限接近絕對(duì)零度，僅比零下 273.15 攝氏度高出 38 萬(wàn)億分之一度。
該團(tuán)隊(duì)正在研究第五種物質(zhì)狀態(tài)，即玻色-愛(ài)因斯坦凝聚物 (BEC) 的量子特性，這是一種只存在于超冷條件下的氣體衍生物。而在 BEC 階段，物質(zhì)本身表現(xiàn)得像一個(gè)大原子，因此成為量子物理學(xué)家特別感興趣的課題。
▲ 研究人員比以往任何時(shí)候都更接近于實(shí)現(xiàn)絕對(duì)零度。(圖片來(lái)源：Shutterstock)
溫度是分子間平均平動(dòng)動(dòng)能的量度：分子運(yùn)動(dòng)越激烈溫度就越高，而絕對(duì)零度則是所有分子運(yùn)動(dòng)停止的臨界點(diǎn)，即零下 273.15 攝氏度。接近絕對(duì)零度時(shí)，物質(zhì)往往會(huì)變得有些不可思議。根據(jù) 2017 年發(fā)表在《自然物理學(xué)》(Nature Physics) 雜志上的一項(xiàng)研究，在接近絕對(duì)零度時(shí)，光變成了一種可以倒進(jìn)容器的液體。同年發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications) 雜志上的一項(xiàng)研究也顯示，過(guò)冷氦氣在極低的溫度下停止運(yùn)動(dòng)。
▲ Physical Review Letters 此前期刊封面
在最新實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家在真空艙內(nèi)的磁場(chǎng)中捕獲了大約由 10 萬(wàn)個(gè)氣態(tài)銣原子組成的原子云，并將真空艙溫度冷卻到絕對(duì)零度之上二十億分之一攝氏度。但對(duì)于想要挑戰(zhàn)物理學(xué)極限的研究人員來(lái)說(shuō)，這個(gè)溫度還不夠。為獲得更低的溫度，他們需要模擬深空環(huán)境，并最終在德國(guó)不來(lái)梅大學(xué)的微重力研究中心實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)舉，BEC 下的原子云在 38 萬(wàn)億分之一開(kāi)爾文下保持了大約 2 秒鐘的時(shí)間。這項(xiàng)研究結(jié)果被發(fā)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(zhǎng)達(dá) 17 秒。麻省理工學(xué)院的研究人員則稱(chēng)，超低溫在未來(lái)某天或幫助科學(xué)家建造更好的量子計(jì)算機(jī)。
宇宙中迄今已知最冷的地方是旋鏢星云 (Boomerang Nebula)，距離地球約 5000 光年。根據(jù)歐洲航天局的數(shù)據(jù)，該星云的平均溫度為零下 272 攝氏度。
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