理查德·霍华德在做实验
网易探索1月23日讯,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,以改革人类的能源利用。










