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暗能量可以用人类突破绝对零度量子气体进行模拟(2)

来源:www.zhongliu365.com时间:2014-02-08奇闻指数:编辑:admin手机版

  慕尼黑路德维格·马克西米利安大学物理学家乌尔里奇·施奈德解释说,从技术上讲,人们能从一条温度曲线上读出一系列温度数,但这些数字表示的只是它所含的粒子处于某个能量状态的概率。通常,大部分粒子的能态处于平均或接近平均水平,只有少数粒子在更高能态上下。理论上,如果这种位置倒转,使多数粒子处于高能态而少数粒子在低能态,温度曲线也会反过来,温度将从正到负,低于绝对零度。2001年诺贝尔物理学奖获得者沃尔夫冈·克特勒也曾证明,在磁场系统中存在负绝对温度。

  施奈德和同事用钾原子超冷量子气体实现了这种负绝对零度。他们用激光和磁场将单个原子保持晶格排列。在正温度下,原子之间的斥力使晶格结构保持稳定。然后他们迅速改变磁场,使原子变成相互吸引而不是排斥。施奈德说:“这种突然的转换,使原子还来不及反应,就从它们最稳定的状态,也就是最低能态突然跳到可能达到的最高能态。就像你正在过山谷,突然发现已在山峰。”

  在正温度下,这种逆转是不稳定的,原子会向内坍塌。他们也同时调整势阱激光场,增强能量将原子稳定在原位。这样一来,气体就实现了从高于绝对零度到低于绝对零度的转变,约在负十亿分之几开氏度。

  克特勒现任美国麻省理工大学物理教授,他称此最新成果为一项“实验的绝技”。在实验室里,反常高能态在正温度下是很难产生的,而在负绝对温度下却会变得稳定——“就像你能把一个金字塔倒过来稳稳的放着,而不必担心它会倒。”克特勒指出,该技术使人们能详细研究这些反常高能态,“也可能成为创造新物质形式的一条途径。”

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