下壓力是什麼科學充滿了零？下壓力是什麼？下壓力是什麼？[組圖]

下壓力是什麼

科學充滿了零。光的質量為零，中子電荷為零，一個數學點的長度是零。這些零可能是不熟悉的，但它們遵循一致的邏輯。一切都代表著某種東西的缺失：質量、電荷、距離。

然後是令人費解的絕對零度。

我們傾向於認為冷熱是相對的東西。例如，一杯茶比爐子上的火冷，但比冰塊熱。絕對零度代表可能最冷的溫度，它與這個模式相牴觸。更奇怪的是，絕對零度在非科學家使用的溫標上甚至都不是零：攝氏零下273。15度，或者華氏零下459。67度。

怎麼會有最低溫度呢？

解碼絕對零度的關鍵是理解溫度是什麼。它只是衡量一個物質中的原子或分子運動的速度，或者更精確地說，是這些粒子的平均動能。

把它想象成一場原子躲避球的遊戲。當球擊中你時，你會感覺到它的能量。數以萬億計的躲閃球擊中，在一個不可見的小尺度發生，是我們所感知的溫度。

快速運動的原子猛烈撞擊，我們覺得這是一種高溫。當一個熱的物體接觸到一個冷的物體時，更快、更熱的原子就會把它們的一些速度傳遞給更慢、更冷的原子。熱的物體冷卻，冷的物體會變暖。

現在絕對零度中的零度是有意義的：絕對零度是指物質中的粒子基本上靜止的溫度。沒有辦法減慢它們的速度，所以不會有更低的溫度。

一切都會在絕對零度停止嗎？不完全是。原子並不是完全靜止的；它們因量子物理相關的影響而擺動。當然，不管多冷，每個原子的活動都會繼續。電子繼續運動，質子和中子也是如此。

誰發現了絕對零度？

紀堯姆·阿蒙頓（Guillaume Amonton）是一位法國發明家，他在童年時失去聽力，從未上過大學。他在1702年提出了這一基本概念。他的實驗表明空氣壓力與溫度成正比，他推斷有一個最低溫度，在這個溫度下壓力將降到零。他甚至對那個溫度做了一個估算，零下240度，非常接近實際值。

1848年，蘇格蘭-愛爾蘭物理學家威廉·湯姆森（William Thomson），更廣為人知的開爾文勳爵，擴充套件了阿蒙頓的研究，發展了他所謂的適用於所有物質的“絕對”溫標。他把絕對零度設為0，去掉了那些笨重的負數。物理學家現在依靠開爾文（K）標度來測量溫度。

迴旋鏢星雲距離地球約5000光年，已知宇宙中最冷的地方之一

宇宙中最冷的地方在哪裡？

大爆炸留下的能量溫暖了整個宇宙，使它遠遠高於絕對零度。空間平均溫度為2。74開爾文，或零下454。7華氏度。令人驚訝的是，一些天體比空的空間更冷。一團不斷膨脹的氣體雲被稱為“迴旋鏢星雲”，它的行為就像一臺星際冰櫃。它的溫度約為1 K，是宇宙中最冷的自然發生地點。

但人類在地球上的製造的變冷程度遠低於此。2003年，麻省理工學院的研究人員使用鐳射束減緩了鈉原子的速度，將其冷卻到絕對零度以上的十億分之一度。這仍然是世界紀錄。

地球以外最冷的地方也是人造的。去年夏天，宇航員在國際空間站上啟動了一個名為“冷原子實驗室”的實驗。這個實驗室的溫度比空曠的空間低3000萬倍。美國宇航局噴氣推進實驗室的羅伯特湯普森（Robert Thompson），這項實驗的研究人員之一：“我一直在研究這個想法，已經有20多年了。見證並運作起來感覺令人難以置信。”

當物質變冷時會發生什麼？

超冷原子的行為方式既迷人又有潛在的用處。它們融合成一種奇異的物質狀態，稱為玻色-愛因斯坦凝聚體。湯普森說：“我們有人希望利用凝聚態來改善衛星導航等實際工作，而其他人則試圖測試物理學的基本理論，或者模擬早期宇宙的物理。”

接近絕對零度，也有可能以其他條件下不可能的方式操縱化學反應。

去年春天，哈佛大學的化學家用兩個緩慢移動的低溫原子直接組裝了一個分子，使其成為有史以來最小的化學實驗。在這種情況下，量子物理的微妙效應變得顯而易見。在這種超低溫的溫度下，我們實際上可以觀察到原子和分子的波動性質。

接下來，科學家希望探索尚未發現的化學規律，並設計新的分子。絕對零度實驗的其他可能應用包括精密感測器和時鐘，甚至可能包括超級強大的量子計算機。