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你知道世界上最冷的物质是什么吗?

时间:2022-08-27 06:55

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本文摘要:地球能够降生出生命,因为它拥有很是合适的温度,地球的平均气温是15℃,这个温度对人类来说不热也不冷,固然地球不全都是15℃,有的地方可能到达50℃,好比赤道地域;有些地方能低到-73℃,好比世界寒极南极洲大陆内部。1983年7月21日俄罗斯南极科学考察站沃斯托克站纪录到-89.2°C(-128.6°F)的低温,2010年再次记载到-82.5°C(-116.5°F)的低温。

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地球能够降生出生命,因为它拥有很是合适的温度,地球的平均气温是15℃,这个温度对人类来说不热也不冷,固然地球不全都是15℃,有的地方可能到达50℃,好比赤道地域;有些地方能低到-73℃,好比世界寒极南极洲大陆内部。1983年7月21日俄罗斯南极科学考察站沃斯托克站纪录到-89.2°C(-128.6°F)的低温,2010年再次记载到-82.5°C(-116.5°F)的低温。-89.2°C是什么观点,纵然你吐一口口水, 口水刚出嘴巴就酿成冰了,在这种极寒情况中,做任何事都极其难题,甚至人一进入到这个情况就酿成冰人了,连忙会被冻死了。那南极的冰就是世界最冷的物质了吗?事实是世界上最冷的物质不是冰,它们不在南极,也不在珠穆朗玛峰的顶端或埋于冰川之下,它们在物理实验室里:气体云,它们的温度只比绝对零度高一点,这比冰箱冷3.95亿倍,比液氮冷1亿倍,比外太空冷400万倍。

如此低的温度为科学家们打开了一扇相识物质内部运作的窗户,使工程师们得以制作很是敏捷的仪器,以告诉我们更多。从我们在地球上简直切位置,到宇宙最深处正在发生的事情,我们怎样才气缔造出这样的极端温度呢?简朴的说,减缓粒子运动。当我们谈论温度时,我们实际上谈论的是运动。

组成固体、液体、气体的原子一直在运动,原子运动得越来越快时,我们认为物质是热的,当原子运动越来越慢时,我们认为物质是冷的。为了在日常生活中让热的物体或气体变冷,我们把它放进一个更冷的情况,好比冰箱,热物体的一些原子运动,被转移到周围情况中,并冷却下来。但这是有限度的:即即是外太空也太暖而无法发生超低温。因此,科学家找到了一种,直接降低原子速度的措施,用激光束,在大多数情况下,激光束中的能量会使物体变热,但需要十分准确,光束的动量能囚禁运动原子,使它们冷却,这就是所谓的磁光阱。

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原子被注入真空室,磁场会把它们吸入中心,瞄准真空室中部的激光束,被调到恰当的频率,朝它移动的原子会吸收激光束中的光子,并使其速度减缓,减速效应来自于,原子和光子之间的动量转移。一共有六束,垂直排列,确保截取各个偏向运动的原子。

在中心,光束相交的地方,原子运动缓慢,恰似被困在黏稠的液体中,发现它效果的研究人员称其为“光学糖浆”。像这样的磁光阱,可以把原子冷却到几微开,约-273摄氏度。这项技术在20世纪80年月生长起来的,为此做出孝敬的科学家们,在1997年获得了诺贝尔物理学奖。

从那时起,激光冷却技术获得的革新,甚至到达了更低的温度。但为什么要使原子冷却这么多呢?首先,冷原子可以成为很好的探测器。由于能量很少,它们对情况的颠簸十分敏感,因此它们被用于勘探地下石油和矿藏。它们也用于制作高度细密的原子钟,就像全球定位卫星中使用的原子钟一样。

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其次冷原子具有探索物理学前沿的庞大潜力,它们的高度敏捷使其成为未来太空探测器探测引力波的候选者。它们对研究原子和亚原子的研究也很也很有用处,这需要丈量原子能量的微小颠簸。当原子以每秒数百米的速度运动时,它们在常温下被淹没。

激光冷却可以将原子的速度减慢到每秒几厘米---足够让原子量子效应引起的运动变得显着,超冷原子能使科学家们研究诸如玻色---爱因斯坦凝聚这样的现象。其中原子险些被冷到绝对零度,并成为一种稀有的物质新状态。研究人们继续他们的探索,以相识物理定律,并解开宇宙的秘密,他们将在宇宙中最冷的原子的资助下做到这一点。


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