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標題: 科學家造出～　低於絕對零度的量子氣體！ [打印本頁]

作者: polo75364 時間: 2013-1-5 10:32 PM 標題: 科學家造出～　低於絕對零度的量子氣體！

據《自然》雜誌網站報導，德國物理學家用鉀原子首次造出一種低於絕對零度的量子氣體。科學家稱這一成果為『實驗的絕技』，為將來造出負溫度物質、新型量子設備打開了大門，有助於揭開宇宙中的許多奧密。
根據中國科技網報導，18世紀中期，開爾文男爵威廉·湯姆森定義了絕對溫度，在此規定下沒有物質的溫度能低於絕對零度。氣體的絕對溫度與它所包含粒子的平均能量有關，溫度越高，平均能量越高，而絕對零度是氣體的所有粒子能量都為零的狀態，這是一種理想的理論狀態。到了上世紀50年代，物理學家在研究中遇到了更多反常的物質系統，發現這一理論並不完全正確。
慕尼黑路德維格·馬克西米利安大學物理學家烏爾里奇·施奈德解釋說，從技術上講，人們能從一條溫度曲線上讀出一系列溫度數，但這些數字表示的只是它所含的粒子處於某個能量狀態的概率。通常，大部分粒子的能態處於平均或接近平均水平，只有少數粒子在更高能態上下。理論上，如果這種位置倒轉，使多數粒子處於高能態而少數粒子在低能態，溫度曲線也會反過來，溫度將從正到負，低於絕對零度。2001年諾貝爾物理學獎獲得者沃爾夫岡·克特勒也曾證明，在磁場系統中存在負絕對溫度。
施奈德和同事用鉀原子超冷量子氣體實現了這種負絕對零度。他們用鐳射和磁場將單個原子保持晶格排列。在正溫度下，原子之間的斥力使晶格結構保持穩定。然後他們迅速改變磁場，使原子變成相互吸引而不是排斥。施奈德說：『這種突然的轉換，使原子還來不及反應，就從它們最穩定的狀態，也就是最低能態突然跳到可能達到的最高能態。就像你正在過山谷，突然發現已在山峰。』
在正溫度下，這種逆轉是不穩定的，原子會向內坍塌。他們也同時調整勢阱鐳射場，增強能量將原子穩定在原位。這樣一來，氣體就實現了從高於絕對零度到低於絕對零度的轉變，約在負十億分之幾開氏度。
克特勒現任美國麻省理工大學物理教授，他稱此最新成果為一項『實驗的絕技』。在實驗室裡，反常高能態在正溫度下是很難產生的，而在負絕對溫度下卻會變得穩定——『就像你能把一個金字塔倒過來穩穩的放著，而不必擔心它會倒。』克特勒指出，該技術使人們能詳細研究這些反常高能態，『也可能成為創造新物質形式的一條途徑。』
德國科隆大學理論物理學家阿希姆·羅施說，如果真能造出這些物質系統，它們會表現出奇特的行為。根據和他的同事計算，正常情況下原子雲受重力影響會被向下拉，如果一部分雲處於負絕對溫度，某些原子就會向上運動，明顯違背重力作用。
負絕對溫度氣體還能類比『暗能量』。暗能量是推動宇宙加速膨脹、抵抗萬有引力內向拉力的力量。施奈德指出，在他們生成的氣體中，相互吸引的原子也有向內坍塌趨勢，但負絕對溫度卻能遏制它們向內運動而保持穩定。這種宇宙中普遍存在的奇特現象如今也能在實驗室看到，值得宇宙學家進一步研究。
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轉載自今日新聞網
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這真的是物理界的一大發現阿! 能讓很多物理難題可以解決

作者: vivian7445 時間: 2013-1-6 01:11 AM

好厲害噢
又發明一個元子了....

作者: sky987987654321 時間: 2013-1-6 11:52 AM

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作者: kyoco 時間: 2013-1-6 04:07 PM

天哪
負溫度
太強了吧
這種打破物理定律的東西真的存在嗎

作者: stonecold996 時間: 2013-1-6 04:15 PM

天啊,竟然成功了,這樣下去物理的迷霧或許又能散去幾塊了吧!!

作者: rxkonami 時間: 2013-1-7 12:29 AM

真是厲害，不知道對未來的科學界會產生甚麼影響

作者: farjow 時間: 2013-1-7 02:37 PM

目前物理定律只是人類未開發的小腦袋想出來的
宇宙這麼大小腦袋有可能對嗎?

作者: linlinlins 時間: 2013-1-7 10:26 PM

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作者: 0blackmoon0 時間: 2013-1-8 07:59 PM

相互吸引的原子也有向內坍塌趨勢，但負絕對溫度卻能遏制它們向內運動而保持穩定。
好像拿到推往新次元的key

作者: bygg0607 時間: 2013-1-8 08:28 PM

....理論是很確實
但是實踐..再現還要很九罷

作者: karta2580 時間: 2013-1-9 10:08 PM

竟然有絕對溫度以下的溫度!!
如果是真的，那物理定律可能要改寫了

作者: gn00978702 時間: 2013-1-9 11:09 PM

若是這種量子能夠發現新元素那也是真的一個事蹟

作者: rsfreg 時間: 2013-1-10 12:25 AM

這個發現應該可以影響很多,只要不是拿來做原子彈就好了.多謝大大分享新訊

作者: ca255 時間: 2013-1-10 01:10 AM

這東西對我來說太難懂了
究竟會發展成怎樣

作者: wadetsao 時間: 2013-1-10 03:39 PM

雖然看不懂到底有什麼用? 但是相信科學上突破,對人類的未來會有很大的幫助。

作者: sky051096 時間: 2013-1-10 04:20 PM

科學家通常都不為人知
等到有驚人成就時才出了名

作者: Redking 時間: 2013-1-10 07:09 PM

世界又要進化了嗎?

我只知道接下來上物理課的人就要頭痛了XD

作者: 又一個太陽昇起 時間: 2013-1-11 06:26 PM

把鉀金屬原子間的斥力變引力啊...
真事一個非常不同的做法
這應該會有助於人類研究暗物質的一個跳板吧
畢竟宇宙充滿著暗物質
研究到最後可能可以創造更多新物質了呢

作者: qwerty97 時間: 2013-1-11 10:30 PM

真的假的
那不就一大堆理論要修改了嗎??

作者: a1b2c3d4e513579 時間: 2013-1-12 12:02 AM

雖然不懂這是什麼東西，但感覺很像很厲害，希望這項技術可以用在正途，造福人類~

作者: d410248r 時間: 2013-1-12 12:19 AM

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作者: m200436 時間: 2013-1-12 01:22 AM

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作者: wishj5 時間: 2013-1-12 10:48 PM

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作者: 武喵亦翔 時間: 2013-1-13 11:33 AM

感謝分享

科學就是這樣慢慢慢慢的一步步的向前邁進，累積到後來才能大爆發。

作者: redmoon 時間: 2013-1-27 09:03 PM

"根據和他的同事計算，正常情況下原子雲受重力影響會被向下拉，如果一部分雲處於負絕對溫度，某些原子就會向上運動，明顯違背重力作用。"

這是不是說以後的反重力作用系統有機會理論化呢不管怎麼說物理學又打破一個定律也代表人類對於這世界還是太不了解了想要像電影那樣的科技可能還有得等呢

作者: aa0975707559 時間: 2013-3-4 07:47 PM

科技還真奇妙阿科

作者: ucorkoco 時間: 2013-3-6 01:31 AM

唉...查了些資料...

這種「負絕對零度」和我們一般人常識的「負絕對零度」不太一樣。

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當一個宏觀體係處於平衡態或準平衡態時，粒子一般是遵循波爾茲曼、費米、波色-愛因斯坦三種分佈，它們的共同特點，是低能態粒子數多，高能態粒子數少。如果以Bolzmannn分佈為例，不同能級上的粒子數將正比於exp（-Ei/(kT)),其中Ei是第i個能階的能階高度（即第i個能階對應的能量值），k是波爾茲曼常數，而T就是吸引眼球的主角：“絕對溫度”。
而係統進入非平衡態時，某些情況下粒子的分佈會發生變化，高能態粒子數多，而低能態粒子數少，稱為“粒子數反轉”。所謂“負溫度”，是指用溫度作為粒子數反轉下分佈的描述參數時，這個參數是負的。仍以Bolzmannn分佈為例，還用exp（-Ei/(kT)),為了描述粒子數反轉，只好讓T取負數，我們慣常稱之為“負溫度”。
而“粒子數反轉”是產生激光的基礎，所以“負溫度”不是什麼新玩意。

轉自
http://blog.sciencenet.cn/blog-731678-649789.html
在GOOGLE打「負絕對溫度」可以找到更多類似的文章。
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簡單的說，這個負絕對零度應該是計算出來的理論負絕對零度，是粒子數反轉下分佈的描述參數。
一般科學家稱負溫度而不稱負絕對溫度，因為它比的是粒子數反轉前和粒子數反轉後的數值，他不是真的跟科學中的絕對零度比......

所以有負數並不奇怪。

另外，
2001年諾貝爾物理學獎獲得者沃爾夫岡·克特勒，証實的不是磁場系統中存在負絕對溫度，他是找到「玻色–愛因斯坦凝聚」。

>>科學家稱這一成果為『實驗的絕技』
其實這是在諷刺他們的實驗。運用一點手法(絕技)，就可以把世人唬的團團轉......

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嘛~我也不是專業物理學者(我只有粗淺的概論的等級)，不管這實驗唬不唬人，繼續做下去也沒什麼不好的，一定會有什麼科學成果出來。

而且，要唬一下他們才有經費拿，這對他們來說才是最重要的。

作者: p1725658 時間: 2013-8-22 12:12 AM

這個看起來就好專業
希望是對地球和人類有益的發現

作者: littlehaohao 時間: 2013-8-22 12:39 AM

幸好我不用再學物理化學了@@居然又有比絕對零度還低溫的氣體元素表須要重畫嗎?

作者: t0911957455 時間: 2013-8-22 02:23 AM

所以這到底是理論還是現實??
我只記得以前物裡教過沒這種東西
現在就不知到了哈哈

作者: jay57913 時間: 2013-9-15 07:05 PM

低於絕對溫度ㄟ
感覺物理又向前邁進一大步了

作者: zeroengle 時間: 2013-9-15 11:04 PM

看得不是很懂
但這些應該對人類探索宇宙有所幫助吧

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