NASA冷原子实验室的最低温度或许会开辟

绝对零度(absolutezero)是热力学的最低温度,是粒子动能低到量子力学最低点时物质的温度。绝对零度是仅存于理论的下限值,其热力学温标写成K,等于摄氏温标零下.15度(-.15℃)。

物质的温度取决于其内原子、分子等粒子的动能。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布,粒子动能越高,物质温度就越高。理论上,若粒子动能低到量子力学的最低点时,物质即达到绝对零度,不能再低。然而,根据热力学第二定律,绝对零度永远无法达到,只可无限逼近。因为任何空间必然存有能量和热量,也不断进行相互转换而不消失。所以绝对零度是不存在的,除非该空间自始即无任何能量热量。在此一空间,所有物质完全没有粒子振动,其总体积并且为零。

液氮与冷原子云,已经诞生许久,而已应用于世界上诸多理论研究中来。然而就是这人造的可急速的创造极低温度的产物仍然不算什么,人类坚信的科学无极限即将被写伤心额篇章。而全人类从前认为的极低温度的粒子动能上的最低温度也即将被打破,再次前人类已知的最低温度几乎是不可能被达到的只存在于理论中的-.15℃。也是限制于人类科技含量的最大的物理学疆域。

然而由于在地球上由于地球中立的影响,重力会影响到控制冷原子导致冷原子会被拖向地面,并迅速地超出实验的界限,导致在观测冷原子的时间极少最多不超过2秒的速度,这样就会对实验的观察有着非常的困扰。而在太空中则可以有效地观察更久的时间,甚至可以长达5秒至秒。

仅仅只是多了极短的几秒钟而已,但是科学家却可以给原子重新施加磁场并且可以使得温度降到极限的几皮开甚至更低。然而在太空中进行这项实验的最大困难则是要将在地面上的一个房间大的仪器设备做到最小化,甚至仅仅只是装在一个小盒里。

这项任务的起止时间从理论到研究再到模型的建立并确认方案与实施的事件历程为年至年,仅仅是把数个科学设备装进多个模块中就花了三年的事件。并用运载火箭运送到国际空间站。

对于量子效应来说,目前或许只是刚刚开始,物理学家终于可以开始探索物理疆域上的边界的极寒世界,观察物质在其中的表现了。在极低温环境下,物质会呈现出一种奇特的状态,那就是玻色-爱因斯坦凝聚——这个名字来自年对这种状态进行理论描述的两位著名物理学家。随着温度不断降低,粒子的波长不断增加,物质的波动性愈发突出,量子效应将在微观尺度上显现……

并且该项研究的实质性的突破在于或许可以更加真实的窥探到宇宙的奥义,第一则是可以基本验证伽利略的等效原理,伽利略则为了验证这一原理在高高的尖塔上将物体同时释放,而物理科学家则可以在太空中同时释放两个不同的原子来测量它们的坠落时差,如果测量的足够精确,或许就会发现等效不成立。并且这次实验还可以重新挑战另一个巨大的谜团,并可以有效的侧狼几乎所有理论都常识解读的暗能量场的谜题。而可以重新解释科学家们最新猜测的宇宙中的作用于物质的第五种基本力—变色龙场。

该项研究的精度是相当的精确的,或许可以帮人类探明与变色龙场相关的所有微小加速度。未来实验将会借助这些高精度新工具探索宇宙的奥秘,我们的空间实验室不过是个引子!

浩瀚宇宙最大谜团的答案,或许就蕴藏在这位于地球轨道上的一小团极寒原子云中……

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