有望突破絕對零度?科學家創造宇宙最冷分子,碰到液氮瞬間消失!

物理 宇宙 天文 美國 環球科學大觀 環球科學大觀 2017-09-08

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科學界歷來不乏新的挑戰,達到絕對零度正是許多科學家畢生的追求。最近,倫敦帝國學院的科學家創造出了迄今為止宇宙中最冷的分子,這種物質的溫度僅高於絕對零度5000萬分之幾開爾文,創造了又一項新的紀錄…

有望突破絕對零度?科學家創造宇宙最冷分子,碰到液氮瞬間消失!

其實,目前已知的宇宙中最冷的東西是銣原子氣體。這是由來自美國斯坦福大學的科學家通過多普勒效應實現的,其溫度僅僅高於絕對零度0.00000000005開爾文,這個溫度也叫做多普勒極限,已經極其接近與絕對零度。

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冷卻中心

同樣,多普勒效應也適用於光。如果一個原子可以發光,並且相對於觀察者的不同方向移動,光的頻率也會發生紅移或藍移現象。這就意味著,原子通過特定頻率的光束,會發生藍移,此時原子能量得以激發,並以光子的形式釋放。由於這種效應,原子最終失去能量,溫度也隨著降低。

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不過,倫敦帝國學院的科學家希望的不僅僅是單個原子的最低溫度,他們想知道分子所能達到的極限,顯然,這更加困難。

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首先,研究人員選取了少量的一氟化鈣(CaF),使用多普勒效應來進行初步冷卻。接著,利用多個激光器創建一條能量波,將CaF不斷推向“能量山”,從而釋放分子中的能量。這個方法叫做Sisyphus冷卻。通過兩步冷卻,CaF的溫度降低到了驚人的數字,只比絕對零度高5000萬分之幾開爾文!就連-196℃的液氮遇到也會迅速凝結成雪花狀晶體。

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雖然歷經一個多世紀的大辯論,科學家們也經過無數的實驗驗證,早已確定了絕對零度的極限。然而,這並不能夠阻止科學家們不斷的挑戰。科學家表示,此次研究創造了宇宙中最低溫度物質的新記錄,而這種特有的兩步冷卻法無疑為未來的工作開啟了一扇新的大門…

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