实验室造出最冷物质 仅比绝对零度高十亿分之一摄氏度

实验室造出最冷物质仅比绝对零度高十亿分之一摄氏度在科学界,绝对零度一直都是只属于理论而现实中难以企及的领域,正如同人类始终无法达到光速,而由于原子运动难以控制,想要达成原子完全静止不产生热量实现绝对零度难度极高。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315459.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1315459.htm

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科学家在实验室制造出至今最冷物质

科学家在实验室制造出至今最冷物质根据发表在《NaturePhysics》期刊上的一项研究,日美科学家在实验室内制造出至今。在最新研究中,科学家使用激光,限制了30万个原子在光学晶格内的运动。该实验模拟了理论物理学家约翰·哈伯德于1963年首次提出的量子物理模型——哈伯德模型。该模型允许原子展示不寻常的量子特性,包括电子之间的集体行为,如超导(导电而不损失能量)等。研究人员称,他们造出的冷却物质甚至比太空中已知最冷的区域——旋镖星云还要冷,旋镖星云距离地球3000光年,是围绕在半人马座中一颗垂死恒星周围的一团气体云。科学家们认为,旋镖星云正被星云中心垂死恒星喷出的冷膨胀气体冷却,因此此处的温度比宇宙其他部分还要冷,约为1开尔文或零下272摄氏度,仅比绝对零度(零下273.15摄氏度)高1摄氏度。但在最新实验中,镱原子的温度比旋镖星云的温度还要低。来自:雷锋频道:@kejiqu群组:@kejiquchat投稿:@kejiqubot

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科学家用激光冷却小薄膜接近绝对零度开普勒的理论认为,光被物体反射时会产生一种力。这一观点也为彗尾总是指向远离太阳的现象提供了解释。在巴塞尔实验中,一束激光照射到薄膜上(中间正方形)。通过光纤电缆(紫色)延迟反射的激光,薄膜被冷却到绝对零度的千分之一以下。资料来源:巴塞尔大学物理系如今,科学家们利用光的作用力来减缓原子和其他粒子的速度并使其冷却。通常情况下,要做到这一点需要一个复杂的仪器。现在,由PhilippTreutlein教授和PatrickPotts教授领导的巴塞尔大学研究小组只用激光就成功地将一层薄薄的膜冷却到接近绝对零度零下273.15摄氏度。他们最近在科学杂志《物理评论X》上发表了他们的研究成果。研究论文的第一作者、物理学家、博士生玛丽斯-恩泽(MaryseErnzer)说:"我们的方法之所以特别,是因为我们不需要进行任何测量就能实现这种冷却效果。根据量子力学定律,测量(通常是反馈回路的要求)会导致量子状态的改变,从而产生干扰。"为了避免这种情况,巴塞尔的科学家们开发了一种所谓的相干反馈回路,其中激光既是传感器,又是阻尼器。通过这种方式,他们抑制并冷却了由硝酸硅制成的薄膜的热振动,该薄膜的大小约为半毫米。在实验中,研究人员将一束激光照射到薄膜上,并将薄膜反射的光线输入光缆。在此过程中,膜的振动导致反射光的振荡相位发生微小变化。然后,利用振荡相位中包含的膜瞬时运动状态信息,加上时间延迟,在适当的时刻用同样的激光对膜施加适当的力。恩泽解释说:"这有点像在适当的时候用脚短暂接触地面,从而减缓秋千的速度。为了实现约100纳秒的最佳延迟,研究人员使用了一条30米长的光纤电缆。""波茨教授和他的合作者对这项新技术进行了理论描述,并计算出了我们有望达到最低温度的设置;实验证实了这一点",作为博士后参与这项研究的马内尔-博斯奇-阿奎莱拉博士说。他和他的同事能够将膜冷却到480微开尔文--比绝对零度高出不到千分之一。下一步,研究人员希望改进他们的实验,使膜达到可能的最低温度--即膜振荡的量子力学基态。在此之后还能创造出所谓的膜挤压态。这种状态对制造传感器特别有意义,因为它们可以实现更高的测量精度。这种传感器的可能应用包括原子力显微镜,用于以纳米分辨率扫描表面。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377315.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1377315.htm

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