绝对零度是什么意思,绝对零度的意思

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绝对零度是什么意思,绝对零度的意思

拼音：jué duì líng dù

词条内容：绝对零度（absolute zero）是热力学的最低温度，但此为仅存于理论的下限值。其热力学温标写成K，等于摄氏温标零下273.15度（−273.15℃）。
概述；绝对零度的温度图线
物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，粒子动能越高，物质温度就越高。理论上，若粒子动能低到量子力学的最低点时，物质即达到绝对零度，不能再低。然而，绝对零度永远无法达到，只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量，也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的，除非该空间自始即无任何能量热量。
在此一空间，所有物质完全没有粒子振动，其总体积并且为零。
有关物质接近绝对零度时的行为，可初步观察热德布洛伊波长（Thermal de Broglie wavelength）。
其中 h 为普朗克常数、m 为粒子的质量、k 为玻尔兹曼常量、T 为绝对温度。
可见热德布洛伊波长与绝对温度的平方根成反比，因此当温度很低的时候，粒子物质波的波长很长，粒子与粒子之间的物质波有很大的重叠，因此量子力学的效应就会变得很明显。著名的现象之一就是玻色-爱因斯坦凝聚，玻色-爱因斯坦凝聚在1995年首次被实验证实，当时温度降至只有 170×10^（-9）开尔文。
研究简史；韩国绝对零度热管散热器
1848年，英国科学家威廉·汤姆逊·开尔文勋爵（1824-1907）建立了一种新的温度标度，称为绝对温标，它的量度单位称为开尔文（K）。
1890年德国物理学家马克斯·普朗克引入的了普朗克常数表明这样一个事实：粒子的速度的不确定性、位置的不确定性的乘积一定不能小于普朗克常数，这是我们生活着的宇宙所具有的一个基本物理定律（海森堡不确定关系）。
1995年，科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度，即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度（2×10^-8 K）。
逼近绝对零度；和外太空宇宙背景辐射的3K温度做比较，实现玻色-爱因斯坦凝聚的温度1.7×10-7K远小于3K，可知在实验上要实现玻色-爱因斯坦凝聚是非常困难的。要制造出如此极低的温度环境，主要的技术是激光冷却和蒸发冷却。
（1）激光冷却
（2）蒸发冷却
负温度；低温下超导体产生的磁浮现象
在常用的摄式或华式温标下，以负数形式表示的温度只是单纯的比此两种表示方式下的0度更低的温度。某些特定的系统（英语：Thermodynamic system）可以达到真正意义下的负温度。也就是说，其热力学定义下的温度（以热力学温标表示）可以是一个负的值。一个具有负温度的系统并不是说它比绝对零度更冷。洽洽相反，从感官上来讲，具有负温度的系统比任意一个具有正温度的系统都更热一些。也就是说，当分别具有正负温度的两个系统接触时，热量会由负温度系统流向正温度系统。[3]
大多数常见的系统都无法达到负温度，因为增加能量也会使得它们的熵增加的。但是，某些系统存在能量持有的上限，当能量达到这个上限时，它们的熵实际上会减少。因为温度是由能量和熵之间的关系来定义的，所以即使能量在不停的增加，这个系统的温度仍会变成负值。所以，当能量增加时，对于处于负温度的系统，描述其状态的玻尔兹曼因子会增大而不是减小。因此，没有一个完备的系统——包括电磁系统——能够达到负温度，这是因为能量状态不会达到最大，所以不会有负温度出现。但是，对于准均衡系统（如因自旋而导致不均衡的电磁场）这一理论并不适用，所以准均衡系统是可能达到负温度的。
逼近技术；和外太空宇宙背景辐射的 3K 温度做比较，实现玻色-爱因斯坦凝聚的温度 170×10^(-9)K 远小于 3K，可知在实验上要实现玻色-爱因斯坦凝聚是非常困难的。要制造出如此极低的温度环境，主要的技术是雷射冷却和蒸发冷却。
绝对零度 - 温度纪录
2003年09月12日，由德国、美国、奥地利等国科学家组成的一个国际科研小组，日前改写了人类创造的最低温度纪录：他们在实验室内达到了仅仅比绝对零度高0.5纳开尔文的温度，而此前的纪录是比绝对零度高3纳开。这是人类历史上首次达到绝对零度以上1纳开以内的极端低温。
最新研究；2013年1月5日（北京时间）据《自然》杂志网站报道，物理学家们近期真的制造出了一种原子气体，其温度低于绝对零度。他们所开创的这项技术将有望创造出具有“负温度”的物质材料并发展出相应的新型量子态，甚至还将有可能解答有关我们这个宇宙的基本谜团。
2014年2月，美国航天局宣布，正在为空间站打造一个原子“冰箱”，这一实验设备将可以创造100微微开尔文的极端低温，也就是比绝对零度(零下273.15摄氏度)高出100亿分之一摄氏度。
这个原子“冰箱”的全称为“冷原子实验室”,计划于2016年送至空间站上使用。项目科学家在一份声明中说:“我们计划在比正常情况寒冷得多的温度下研究物质,我们的目标是将有效温度降至100微微开尔文

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