[新闻] 玻色-爱因斯坦凝态达破纪录低温,只比绝

楼主: jackliao1990 (jack)   2021-09-14 00:14:34
1.媒体来源:
科技新报
2.记者署名:
Emma Stein
3.完整新闻标题:
玻色─爱因斯坦凝态达破纪录低温,只比绝对零度高 38pK
4.完整新闻内文:
虽然我们永远不可能将物质冷却到绝对零度那个点,但有机会无限接近。最近德国不莱梅
大学团队利用一种新方法,将玻色─爱因斯坦凝态冷却到只比绝对零度高 38pK,刷新以
往最低温物质纪录。
绝对零度(absolute zero)是热力学中物质的最低温度,温标写成 0K,等于摄氏温标零
下 273.15℃,当物质冷却至接近绝对零度时会呈现气态、超流性物质状态,称为玻色─
爱因斯坦凝态(Bose-Einstein condensate,BEC),此时单个原子形成单一相干物质波
,科学家可趁此利用干涉仪测量原子旋转、加速度或作用其上重力的最小变化,前者能提
升导航精确度,后者可用于测试基本物理理论。
不过困难的是,绝对零度仅存于理论,由于我们永远无法消除系统原子的所有动能,因此
科学家不可能制造出达绝对零度的物质。但我们可非常接近绝对领域,如几年前,哈佛大
学团队研究物质在 500nK 低温下的化学反应;国际太空站的冷原子实验室(CAL)更在
100nK 环境实验,且由于离地表较远、重力变小,制造出的玻色─爱因斯坦凝态能维持
5~10 秒,反观地球实验室制造的玻色─爱因斯坦凝态都一闪即逝,难以观察。
上述种种实验,现在全被德国不莱梅大学团队的最新研究打破纪录了。利用控制玻色─爱
因斯坦凝态膨胀自由落体的新方法,团队制造出史上最低物质温度,只比绝对零度高
38pK(1/3,800,000,000,000)。
研究人员首先在真空磁场捕捉 10 万个铷原子云,接着将它们冷却成玻色─爱因斯坦凝态
量子气体,所有原子开始像一个大原子作用,我们开始看到奇怪的量子效应。
然而温度还不够低,因此团队让玻色─爱因斯坦凝态像自由落体在磁阱中落下 120 公尺
,过程反复关闭打开磁场:当磁场关闭时,气体开始膨胀,磁场重新打开气体则被迫再次
收缩,这种切换让气体膨胀几乎停下,降低分子动能并继续降低温度,最后达到仅比绝对
零度高 38pK 的温度。
虽然仅维持 2 秒,但电脑模拟表明应可在失重环境维持 17 秒,如外太空,未来团队希
望可在冷原子实验室测试此新方法。新论文发表在《物理评论快报》(Physical Review
Letters)。
5.完整新闻连结 (或短网址):
https://technews.tw/2021/09/11/beccal-bose-einstein-condensate-bec-absolute-zero/
6.备注:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.100401

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