物理学家通过量子气体自由落体实验创造有史以来最低的温度

据New Atlas报道，德国物理学家创造了有史以来最低的温度--比绝对零度高38万亿分之一摄氏度。这个奇怪的实验涉及到投放量子气体，并通过开关磁场使其原子几乎完全静止。

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绝对零度约为-273.15°C（-459.67°F），是热力学尺度上可能的最低温度，代表着完全没有原子运动或热量的点。然而，科学家们不可能达到这一标准，因为我们不可能从一个系统的原子中消除所有的动能。

但科学家们一直都很接近--几年前，哈佛大学的一个团队研究了有史以来最冷的化学反应，温度为500纳开尔文（比绝对零度仅高五百万分之一摄氏度）。而国际空间站上的冷原子实验室在仅为100纳克尔文的温度下进行了实验。

但是这些温度与新研究中取得的温度相比是温和的。一个德国团队现在记录的有效温度仅为38皮开尔文，比绝对零度高38万亿分之一摄氏度。

为了做到这一点，研究人员从一个由10万个铷原子组成的云开始，将其困在一个真空室的磁场中。然后他们将其冷却，形成一种被称为玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的量子气体，在那里原子开始像一个大原子一样行动，允许奇怪的量子效应在宏观尺度上变得可见。

然而，比绝对零度高20亿分之一摄氏度的温度下，这还不够冷。因此，研究小组在Bremen Drop Tower研究设施进行了一次实验，将BEC“陷阱”扔到120米（393.7英尺）的地方。在自由落体过程中，研究小组反复关闭和开启含有气体的磁场。

当磁场关闭时，气体开始膨胀，而当它被重新打开时，气体又被迫收缩。这种切换使气体的膨胀几乎减缓到完全停止，而减少这种分子速度可以有效地降低温度。虽然该实验只设法实现了这一破纪录的温度长达两秒钟，但模拟显示，在失重环境中，如在卫星上，应该有可能保持长达17秒。

该研究发表在《物理评论快报》杂志上。

相关链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.100401

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