施奈德和同事用钾原子超冷量子气体实现了这种负绝对零度 。他们用激光和磁场将单个原子保持晶格排列 。在正温度下,原子之间的斥力使晶格结构保持稳定 。然后他们迅速改变磁场,使原子变成相互吸引而不是排斥 。施奈德说:“这种突然的转换,使原子还来不及反应,就从它们最稳定的状态,也就是最低能态突然跳到可能达到的最高能态 。就像你正在过山谷,突然发现已在山峰 。”
在正温度下,这种逆转是不稳定的,原子会向内坍塌 。他们也同时调整势阱激光场,增强能量将原子稳定在原位 。这样的结果是 。这样一来,气体就实现了从高于绝对零度到低于绝对零度的转变,约在负十亿分之几开氏度 。
这项研究已经被发表在很多自然科学杂志上,这是人类在物理学上的重大突破,许多科学家表示这将为发现新的物质——暗物质提供了一条路径 。
2、1877年,玻尔兹曼发现了宏观的熵与体系的热力学几率的关系S=KlnQ,其中 K为 玻尔兹曼常数 。1906年,能斯特提出当温度趋近于绝对零度 T→0 时,△S / O = 0,即“能斯特热原理” 。普朗克在能斯特研究的基础上,利用统计理论指出,各种物质的完美晶体,在绝对零度时,熵为零(S 0 = 0 ),这就是热力学第三定律 。
扩展资料:
1、最冷之地:
智利天文学家发现了宇宙最冷之地,这个宇宙最冷之地就叫做“回力棒星云”,那里的温度为零下272摄氏度,是目前所知自然界中最寒冷的地方,称为“宇宙冰盒子” 。事实上,布莫让星云的温度仅比绝对零度(零下273.15℃)高将近1度 。这个“热度”(因为实际上我们谈到的温度总是在绝对零度之上)是作为宇宙起源的大爆炸留存至今的热度,事实上,这是证明大爆炸理论最显著有效的证据之一 。
2、真空能量:
在绝对零度下,任何能量都应消失 。可就是在绝对零度下,依然有一种能量存在,这就是真空零点能 。
真空零点能,因在绝对零度下发现粒子的振动而得名 。这是量子真空中所蕴藏着的巨大本底能量 。海森堡不确定性原理指出:不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量 。因此,当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动;否则,如果粒子完全停下来,那它的动量和位置就可以同时精确的测知,而这是违反测不准原理的 。这种粒子在绝对零度时的振动(零点振动)所具有的能量就是零点能 。
量子真空是没有任何实物粒子的物质状态,其场的总能量处于最低,这是一切物质运动及能量场的最初始状态,它的温度自然处于绝对零度 。这样的状态具有无限变化的潜在能力 。零点能就是由(量子真空中)虚粒子,不断产生的一对反粒子的出现和湮灭产生的 。据推测,量子真空中,每立方厘米包含的能量密度有10^13焦耳 。
从理论上看,真空能量以粒子的形态出现,并不断以微小的规模形成和消失 。真空中充满着几乎各种波长的粒子,但卡西米尔认为,如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起,较长的波长就会被排除出去 。接着,金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力,金属盘越靠近,两者之间的吸引力就越强 。1996 年,物理学家首次对这种所谓的卡西米尔效应进行了测定 。这是证明真空零点能存在的确凿证据 。
参考资料来源:百度百科 – 绝对零度
参考资料来源:百度百科 – 热力学第三定律
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