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1、温度是指分子热运动的平均动能，一般认为温度为 0K 即分子平均动能为零时才是宇宙中的最低温度，但实际上分子有一个最小的零点能（分子热运动的最小平均动能） ，因为分子在接近绝对零度时会发生“波色爱因斯坦凝聚” 即分子从最低能级开始排列，由于“泡利不相容原理 ”它们不可能都停在最低能级上，就像人不可能都住一楼，一楼住满肯定只有住二楼，所以分子动能不能都为零。 所以宇宙中的最低温度不是 0K,也许是 0.000000000(n 个 0)1K,怎么能说宇宙中的最低温度是绝对零度呢？宇宙最冷的地方在哪里？不在月球，尽管月球的温度可达到零下 192 摄氏度。最近，科学家可以告诉你，最低温度是在地球上最近看
2、到的。不久前，麻省理工学院利用激光冷却技术，成功将体积相当于硬币大小的物体冷却到接近绝对温度零度，创造了激光冷却相同体积物体的最低温度纪录。 保持最低温度纪录 在超冷物理学中，低温下的粒子特性与常温不同。一些液化气体会变成“超流体”，而一些绝缘材料则会变成所谓的超导电体。在绝对零度下，意味着物质绝对不残留有任何一点点能量。然而，物理学家从来没有达到他们想得到的最低温度绝对零度，零下 273.59。 尽管如此，还是有一些科学家极力创造这种极限温度，麻省理工学院就有一支这样的科学家，目前还保持着 2008 吉尼斯世界纪录的最低温度纪录绝对零度以上万亿分之 810 华氏度。这是沃尔夫冈凯特乐及其同事
3、于 2003 年创下的。 凯特乐向记者展示了这一纪录是如何创下的。他让大家戴上护目镜，以防止激光耀眼的光芒弄瞎了眼睛。他用激光让粒子慢慢停下来，从而冷却快速运动的原子粒子。他带领大家从他阳光明媚的办公室出来，穿过大厅，来到一间暗室里。房子里布满了相互连接的电线，小镜子、真空管、激光源和高性能电脑。他指着一个黑箱子兴奋地说：“就是这里。这是我打造最低温度的地方。” 凯特乐的成就源自他专攻一种名为玻色爱因斯坦凝聚（Bose Einstein Condensation，简称 BEC）的全新物质形态。此新形态为什么冠以玻色、爱因斯坦的名字呢？有这样一段插曲：1924 年，印度物理学家玻色对光粒子进行了
4、这方面的理论研究，并把重要的研究结果告诉了爱因斯坦。 之后，爱因斯坦于 1925 年预言，如果将某些原子气体冷却到足够低的温度，那么所有原子会突然以可能的最低能态凝聚，它们将会像听从口令的士兵一样，编排成步调一致的整齐行列。一团混乱的气态物质，将会在顷刻之间，转换成高度有序的物质状态，物质的这一状态后来被称为玻色爱因斯坦凝聚。 70 年之后，凯特乐和其他 2 名科学家几乎同时制造了首个玻色爱因斯坦凝聚。他们 3 人为此获得了诺贝尔奖。凯物乐以此研究基本的物质特性，如可压缩性，更好地了解超自然的低温现象，如超流动性。最终，凯特乐像许多物理学家一样，希望发现新的物质形态，在常温下可用于像超导体，以
5、改革人类的能源利用。 将光减速到静止状态 另一打造最低温度的科学家是哈佛大学的雷尼维斯特加德华，其最佳成绩是绝对零度以上百万分之几华氏度，接近凯特乐的成绩。而且雷尼也制造出了玻色爱因斯坦凝聚。她说：“我们现在每天都制造玻色爱因斯坦凝聚。”在她的实验室里，角落处的一个台球台大的平台看起来像迷宫，有许多微小卵形镜子和钢笔芯大的激光束。通过利用玻色爱因斯坦凝聚，她和她的同事做了一些不可能的事情：他们将光减速到静止状态。 我们知道，真空下的光速不变，为 297874 公里每秒。在现实世界不同于真空，当它经过玻璃或水时，光不仅会弯曲，还会慢慢减速。此外，再没有什么能比得上雷尼将闪耀的激光光线变成玻色爱因
6、斯坦凝聚：就像将棒球扔进枕头中一样。她说：“首先，我们将其速度减慢到自行车的速度，再减慢至爬行速度，我们确实能让它停止。观察它，和它玩一把，之后再把它放走。”雷尼利用玻色爱因斯坦凝聚发现自然光的更多特性，并知道如何如何利用“慢光”来提升电脑处理速度，为贮存信息提供新途径。 然而，并不是所有的超冷研究都利用玻色爱因斯坦凝聚。比如，芬兰物理学家朱哈托里尼米奇妙地控制了铑原子核，获得了绝对零度以上万亿分之180 华氏度的低温。这一温度虽然没有上吉尼斯世界纪录，但专家认为胜过了凯特乐的成绩。世界最大对撞机将制造宇宙最低温度(组图)名为“Alice”的探测器是大型强子对撞机圆形隧道周围 4 个巨型探测器
7、中的一个。重 1.25 公吨的 AliceAtlas 是一台巨型数字照相机，能够拍摄质子间 6 亿次碰撞的照片大型强子对撞机有能力让质子在一秒钟内完成 6 亿次碰撞。安装 Atlas 最后部件新浪科技讯 北京时间 7 月 24 日消息，据英国广播公司报道，在法国和瑞士边界下面的隧道修建的大型强子对撞机(LHC)正在制造一个宇宙中最冷的地方，它将把温度降低到 1.9 绝对温标(零下 271 摄氏度，或零下 456 华氏度)，目前已经进入实现这一目标的最后阶段。这个目前世界上最大的对撞机拥有数千个磁体，它能利用液态氮维持这种寒冷的低温环境。这些磁体排列成环形，并沿着巨大的隧道延伸 27 公里。一旦
8、大型强子对撞机开始运行，两条粒子流(通常由高能量加速的质子组成)将向下发射到那些穿过磁体的管子里。然后这些射线将以光速围绕主环向相反方向运行。在隧道上的限定点，这些光束将相互交叉，通过激变的能量彼此相互撞击。科学家希望在这些碰撞产生的碎片中发现新粒子，以便进一步了解宇宙的自然状态和它是如何产生的。大型强子对撞机是有史以来制造的最强大的物理实验仪器，它将重新产生宇宙大爆炸后的自然环境。到目前为止，大型强子对撞机的 8 个部分中已经有 6 个的温度达到 4.5 到 1.9 绝对温标之间的温度，不过在最后几个月的某个阶段，这个对撞机的所有部分的温度都将降低到 1.9 绝对温标以下。与之相比，遥远外空
9、的温度大约是 2.7 绝对温标(零下 270 摄氏度或零下 454 华氏度)。洛博托萨伯恩领导了大型强子对撞机的电子元件试运行工作，他表示，为了在没有太大能量的情况下获得高磁场，这些磁体必须具有“超导性”。一些材料在温度非常低的环境下表现出的这种特性，能确保在零电阻和功率损耗非常低的情况下输送电流。氦在 2.2 绝对温标表现出惊人特性，因此成为“超流体”。这种特性让它能迅速传导热量，成为极其有效的制冷剂。萨伯恩解释说，至今还没有规模如此庞大的物理设备能在如此低的温度下运行。他说：“对于这个机器的试运转，我们拥有非常系统的方法。我们的座右铭是：科学没有捷径。将对撞机上如今冷却的部件温度改变，就像
10、把它从月球上带回地球。这些部件需要大约 3 到 4 周时间进行加热。然后用 1 或 2 周进行转变。然后又需要 3 到 6 周时间再次降温。因此可想而知，我们犯下一个错误，就会白白浪费 3 个月时间。”目前大型强子对撞机的两个部件没有达到要求的低温，因此实验无法继续进行。在碰撞期间，这些部件内控制低温系统的电子将被转移到一个能屏蔽粒子的区域，以防止它们从这台机器中射出。大型强子对撞机的磁体还必须经历电试验。该机器的每个部分大约包含200 个电路。每个电路可能由 154 个磁体或 1 个磁体构成。研究人员将对它们进行测试，以确定它们处理非常高的电流(高达 1.2 万安培)的能力。萨伯恩说：“我们
11、给每个电路供能，确保它能在计划的电流范围内正常运行。但是首先我们必须检查它周围的保护系统(用来发现可能会出现的熄灭现象)是否能按照预计结果运行。”一些部分的磁体开始加热时会发生熄灭现象，以便阻止电流通过。工程师已经制成了一个恢复系统，它能在熄灭现象影响磁场改变环状物周围的粒子方向，并切断循环光束前发现这些现象。这台机器的制冷器将再用 2 周时间才能完成，目前没发现严重问题。对这台机器进行电流测试另外需要两周时间。在大型强子对撞机第一次“接通”前，质子光束将通过一个被称作喷射器的粒子加速器达到高能状态。一旦这台机器的温度降低，操作员将把光束发射到主环内，迫使它们通过每一个独立部分，直到断开电路。研究人员利用一个定时系统(或称同步系统)，确保每个部分都能像一个独立机器一样运行。大型强子对撞机接通后，它能在 5 万亿电子伏特的高能下运行。冬季它将被关闭，以便这些磁体能被“训练的”可以在 7 万亿电子伏特的高能下处理光束。
