几乎接近绝对零度！科学家利用量子气体，实现有史以来最冷温度

德国的物理学家在实验中成功达到了有史以来最冷的温度——比绝对零度高出38万亿分之一的究极低温！这个奇怪的实验通过让量子气体自由落体，成功使原子几乎完全静止。

-273.15°C（-459.67°F）——绝对零度，即0K，是热力学尺度上可能的最冷温度，代表着完全没有原子运动或热量的点。理论上来说绝对零度是不可能实现的，因为我们不可能从一个系统的原子中消除所有动能。

但是，科学家们曾几度非常接近。几年前，哈佛大学的一个研究小组在500纳米开尔文（K），或绝对零度以上500万分之一的温度下研究了有史以来最冷的化学反应。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。

这些温度已经很低了，但离绝对零度仍然有一段距离。日前，一项最新研究将几乎实现了绝对零度！一个德国团队现在记录的有效温度仅为38皮克开尔文，或绝对零度以上的38万亿分之一。

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-爱因斯坦凝结物（BEC）的量子气体，在那里原子开始像一个大原子一样行动，奇怪的量子效应在宏观尺度上变得可见。

然而，在绝对零度以上20亿分之一的温度下，这还不够冷。因此，研究小组在不来梅落塔研究设施进行了一次实验，将BEC放到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慢到完全停止，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。

该研究题为"Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics"，发表在《物理评论快报》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

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