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宇宙让地球捡了个漏，实验室中，创造出了“宇宙最冷” 科学家们在实验室中造出了宇宙中最冷的物质。
被冷却到比星际空间冷三十亿倍的物质。 （图解：被束缚着的冷却到比宇宙深处冷三十亿倍的镱原子。图源：Ella Maru Studio/Courtesy of K。Hazzard/Rice University。） 一个研究者团队让物质的温度降到了只比绝对零度高十亿分之一，这温度比宇宙的最深处的温度还要低，更是远远低于任何的星星。
星际空间之所以永远达不到这个温度，是因为它其中均匀地“弥漫”着宇宙微波背景辐射（CMB），这是在宇宙大爆炸后不一会儿，也就是宇宙的初创期时被留下来的一类射线。 （图解：宇宙微波背景。图片表示的是天球接收到来自各个方向的宇宙辐射后的温度分布状态。图源：ESA。） 在这次实验中被冷却的物质甚至比已知宇宙中最冷的区域还要冷，那就是距离地球3000光年的旋镖星云，这里的温度只比绝对零度高1度。 这次实验在日本的京都大学进行。他们用到了“费米子”，在粒子物理中是指对任何构成物质的粒子的总称，包括电子，质子，中子等。他们使用的费米子是镱原子。
（图解：镱原子的原子核式结构模型。图源：Science Photo Library。） 这些镱原子的温度最后被降到只比绝对零度高十亿分之一度，绝对零度很了不得，因为这只是一个假想温度——任何原子来到这个温度都会停止热运动。来自莱斯大学（Rice University）并且参与了这次研究的研究员Kaden Hazzard在一次报告中说：“除非外星人也在别的地方做这样的实验，否则任何时候，京都大学在这次实验中造出的费米子，都是全宇宙中最冷的。”
在实验中，该团队通过用激光把300000个原子的运动控制在一个光学晶格中来使物质降温。这个实验模拟的是在1963年首次被量子力学物理学家John Hubbard提出的模型。这个模型也被称作“Hubbard模型”，它可以让原子表新出特殊的量子特性，包括电子共有的超导行为（也就是在无能量损耗的情况下导电。）。
（图解：超导材料。图源：k。sina。） 【为宇宙保暖的“古早”射线】 正因为CMB（宇宙微波背景）的存在，星际空间的温度不可能降到这个实验所降到的温度。这种均匀地分布着的辐射是在宇宙最初的快速膨胀时形成的，就紧跟在宇宙大爆炸后。这次膨胀后形成的“面”也被称为“最后散射面”（last scattering，指以观察者为中心可观测到的宇宙半径所成面。——译者注）。 在最后散射时期，电子开始与质子建立纽带，形成了宇宙中第一批氢原子（就是那个存在的最轻的元素的原子。）。
作为原子形成的“代价”，宇宙迅速失去了它的“松散电子”（loose electrons）。并且，由于电子可以散射光子，在最后散射前，整个宇宙都是不透光的。随着电子和质子形成氢原子，光子突然就可以自由地移动了，于是整个宇宙就可以透光了。最后散射面同样也标示着光子、质子这些费米子拥有共同温度的最终时刻。 最后散射的结果是，填满宇宙的光子都具有了一个特定的温度——2。73开尔文（=-454。76℉=-270。42℃），它只比绝对零度高2。73度——绝对零度就是0开尔文（=-459。67℉=-273。15℃）。
（图解：旋镖星云，宇宙中最冷的地方。图源：ESA/NASA。） 在已知宇宙中有一个地方比其他任何地方都要冷，那里就是“旋镖星云”——位于半人马座的一团包裹着一颗奄奄一息的恒星的气体——温度只有1开尔文左右（=-457。6℉=-272℃）。天文学家们普遍认为，旋镖星云，是被它中心的那颗将死的恒星吐出的寒冷的、不断扩散开的气体冷却下来的。 但就算是旋镖星云，它的温度也不可与实验中的镱原子的温度相提并论。 做这个实验的团队正在开发出第一个能探测出在高于绝对零度十亿分之一度时可能产生的现象的工具。
Hazzard总结到：“处于这个温度的系统十分奇异，十分特殊。但我们如果深入地研究它们，我们就有希望了解对于实物想要达到这个温度所需要的关键原料。” BY:Robert Lea FY:Stella Zhang 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处 选文：天文志愿文章组- 翻译：天文志愿文章组-Stella Zhang 审核：天文志愿文章组- 终审：天文志愿文章组-零度星系 排版：天文志愿文章组-零度星系 美观：天文志愿文章组- 参考资料 1.WJ百科全书 2.天文学名词 3.原文来自：https://www./coldest-matter-in-universe-created-in-lab 注意：所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正. 本文由天文志愿文章组- Stella Zhang翻译自文章作者Robert Lea的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除. 结束,感谢您的阅读与关注 全文排版：天文在线(零度星系) 转载请取得授权,并注意保持完整性和注明出处 浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底 |
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