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1、绝对绝对零度面面零度面面观观谢 懿/编译随着温度的降低，大自然会不断地把意想不到的事情呈现在人们的面前。科学家最近发现，超低温气体中的分子可以在比室温大 100 倍的环境中发生化学反应。在接近室温的实验中，随着温度的降低化学反应会趋向于减缓。但科学家发现，在温度仅比绝对零度（-273.15或 0 开）高几千万分之一度的时候，分子仍然可以交换原子并在这个过程中形成新的化学键。在如此低温之下得以大显身手，这完全得益于奇异的量子效应。“如果你预期在超低温环境下不会发生化学反应，是完全合情合理的， ”美国科罗拉多大学的科学家在科学杂志上报告这一发现说， “但我们的实验却对此说不，有很多的化学反应还会进
2、行。 ”下面就让我们进行一次奇异的超低温之旅。为什么绝对零度不可能达到？为什么绝对零度不可能达到？ 实际上，为了降低气体的温度就需要转移它的热量，这需要做功。如果把某个东西冷却到绝对零度，所做的功是无穷大。在量子力学中，你可以将其归为海森堡的测不准原理我们知道，一个粒子的速度越清晰，它的位置就越模糊；反之亦然。如果你知道某些原子在你的实验中，那么，它们在运动中必定会存在一些不确定性，使得其温度高于绝对零度除非你的实验有整个宇宙那么大。太阳系中最冷的地方太阳系中最冷的地方 有史以来，在太阳系中测量到的最低温度是在月球上。2009 年，美国航空航天局（NASA）的“月球勘测轨道器” （LRO）在月
3、球南极附近的环形山永久阴影区中测到了-240的低温。这比测得的冥王星温度还要低上大约 10。宇宙中最冷的自然天体宇宙中最冷的自然天体 宇宙中已知最冷的区域是位于半人马座、距离我们 5000 光年的旋镖星云（ESO-172707） 。1997 年天文学家发现，从中央垂死恒星吹出的气体会膨胀并迅速冷却至 1 开只比绝对零度高 1 度。通常，宇宙中气体会被大爆炸遗留下的微波背景辐射加热到至少 2.7 开。但是，旋镖星云的膨胀使得它成为了一个宇宙冰箱，能够让气体保持非同寻常的低温。太空中最冷的物体太空中最冷的物体 如果算上人造卫星，温度还可以继续降低。2009 年 5 月发射升空的欧洲空间局（ESA）
4、的“普朗克空间天文台”上的一些仪器被冷却到 0.1 开，以此抑制干扰其观测的背景噪音。宇宙空间环境本身的低温，再加上使用氢和氦的低温制冷系统，造就了这一低温。地球实验室能达到的最低温度地球实验室能达到的最低温度 最低温度纪录诞生于地球上的实验室。2003 年 9 月，麻省理工学院的科学家宣布，他们可以把一团钠原子冷却到创纪录的 0.45 纳开（1 纳开等于十亿分之一开） 。此前，芬兰赫尔辛基技术大学的科学家在 1999 年把铑金属片冷却到了 0.1 纳开。不过，这只是某一种特定类型运动被称为核自旋的量子属性的温度，并非所有可能的整体运动的温度。接近绝对零度时气体的奇异行为接近绝对零度时气体的奇异行为 在日常的固体、液体和气体中，热或热能源自于原子和分子的运动和碰撞。但是，在极低的温度下，量子力学的古怪法则会统治一切，分子不再以通常的方式发生碰撞，而是以量子力学波的形式伸展、重叠。当它们重叠在一起且所有原子行为都整齐划一地像一个“超级原子”的时候，就形成玻色-爱因斯坦凝聚。1995 年，科学家们把一团铷原子冷却到不足 170 纳开，由此第一次在实验室中实现了玻色-爱因斯坦凝聚。玻色-爱因斯坦凝聚资料来源：New Scientist责任编辑：则 鸣
