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大多数人都不喜欢冬天，就是因为冬天的气温很低，还要取暖御寒，实际上绝大多数生命物种都不喜欢冬天，因为温度越低，生命的活性就越低，所以在地球的南北极，生命物种的数量就很少，特别是在寒冷的南极地区，那里堪称生命的禁区。 温度这个概念从宏观上来讲它是衡量物体冷热状态的指标，从微观层面来看则是衡量分子运动激烈程度的指标。低温不只会让生命物种降低活性，其实它会让所有事物都降低活跃性，温度越低物质的活跃度越低，比如水，地球环境一个大气压下100℃以上会变成水蒸气，其分子很活跃，100℃以下会成为液态水，分子活跃性次之，而0℃以下水就会凝固结晶成冰，分子活跃性再次降低，基本不再具有流动性。 有很多常态下的气体，在较低的温度下也会变成液体，比如氮气会在-196℃时变成液态，-210℃时变成固态；氧气会在-183℃时变成液态，-219℃时变成固态，氦气最耐寒、只有到-268.8℃时才会变成液态，-272.2℃时会变成固态（需要25个大气压时）。 ↑倾倒液氮时的情景 而如果到了273.15℃，那么所有的物质都将失去活性，因为这个温度是绝对零度！分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律，科学家通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出，在接近绝对零度的地方，分子的动能将趋于一个固定极值，观察的话其动能几乎看不到，这个极值常被叫做“零点能量”，它也是粒子能量可能有的最低的“基态”。天文物理学家认为整个宇宙之中都不存在这个温度，因为理论上绝对零度的低温就连光都能冻住，时间应该也会停止，甚至有人一认为其一旦出现的话，可能意味着宇宙的终结，虽然目前宇宙的平均温度仅-270.4245℃，只比绝对零度高了2.73℃，但这个温度已足够让宇宙保持活力。 如今人类所能制造的最高的温度已经可达10万亿℃，这一温度可以在欧洲强子对撞机进行强子对撞时创造出来，它能用来模拟宇宙大爆炸之初的温度，那么人类所能制造的最低的温度又有多低呢？ 据来自世界物理学顶级学术周刊《物理评论快报》杂志9月上旬的一篇文章来看，有三所德国大学的研究人员联合在实验室中创造了有记录以来最冷的温度，这个数值都很难写出来，因为只比绝对零度高出了38万亿分之一摄氏度。 只比绝对零度高出了38万亿分之一摄氏度，这个温度虽然已经极低，甚至很有可能是我们宇宙中的最低温度，但还并非绝对零度，物质的粒子仍然很难进入绝对零度之下的基态。 不少科学家认为绝对零度只能逼近，永远都无法达到，因为基本粒子不可能不运动，如果绝对静止的话，那么粒子很可能会消失，因为物质和能量其实是一体的，绝对零度能让能量为0，那么物质也会成为0，所以无论在任何空间中，绝对零度都不可能出现。 能将温度降低到距离绝对零度只有38万亿分之一的幅度上，这是一个很惊人的实验成果，体现了人类在超低温追求之路上的又一个重要成就。1933年时，曾有科学家将最低温度降到了-272.88℃，或者说只有0.27开尔文温度，1957年时，又有科学家创造出了0.00002开尔文的超低温纪录，这个温度为-273.14998℃，已经非常逼近绝对零度了，但后来又有科学家利用原子核的绝热去磁法获得了更低的温度，只比绝对零度多了3000万分之一摄氏度，但今天这一纪录又被打破，温度之低缩小到了只比绝对零度高了1/38万亿摄氏度，说起来真是匪夷所思。 那么研究者们是如何创造了这一极端的低温呢？简单来说就是通过减慢粒子运动的速度来降低系统的温度。现在的技术已经可以在几秒钟内让粒子完全静止不动，通过将玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的激发与磁透镜结合，造就了一个时域物质波透镜系统，通过将焦点置于无穷远处，就能将BEC的总内部动能降低到38皮开尔文，不过研究者还表示目前还没有到达以这种方式追求超低温的极点，理论上讲最多可以降低到17皮开尔文。 如此之低的温度又是如何被测量出来的呢？实际上这样的温度目前还没有任何办法能去准确测量，该温度是理论推论出来的，参考系主要是物质的粒子运动量。 参考资料： 《环球网》9月12日文章《科学家创造有史以来最低温度，只比绝对零度高了1/38万亿℃》 |
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