氣體分子接近絕對零度時的奇妙變化

寂靜天花板

據(jù)國外媒體報道,，近日,，美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家將氣體分子冷卻到了非常接近絕對零度的低溫,，發(fā)現(xiàn)了一些十分奇特的現(xiàn)象,。他們利用激光對鈉鉀（NaK）氣體進行冷卻,，使其溫度降到了只有500納開氏度（nanokelvin,，1納開氏度等于1開氏度的10億分之一）,。這一溫度已經(jīng)非常接近絕對零度,，后者是指物體分子停止運動時的理論溫度，也是開爾文溫度標(biāo)定義的零點,，約等于攝氏溫標(biāo)零下273.15攝氏度,，即0開氏度。
在電場中,，超低溫的分子具有很強的相互作用,。電場使分子極化，導(dǎo)致偶極矩的產(chǎn)生,。麻省理工學(xué)院的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，他們生成的超低溫分子具有很強的偶極性，但表現(xiàn)得很穩(wěn)定,，不活躍,。
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物體的熱能是由粒子的振動所引起，當(dāng)粒子停止振動時,，物體的熱能就不會存在,。麻省理工學(xué)院的這項新研究顯示，當(dāng)分子達到極其接近絕對零度的低溫時,，它們可能會開始形成非同尋常的物質(zhì)形態(tài),。

研究者發(fā)現(xiàn)，此時氣體分子變得很穩(wěn)定,，而且會抵抗與其他分子的碰撞,，盡管它們都具有很強的、互相吸引的電荷作用力,。麻省理工學(xué)院電子設(shè)備研究實驗室的首席研究員馬丁·茨維萊茵（Martin Zwierlein）領(lǐng)導(dǎo)了這項研究,，他說：“我們非常接近絕對零度，在絕對零度條件下,，量子力學(xué)將在分子運動中扮演重要角色,。因此，這些分子不再像彈子球一樣亂跑,，而是像量子力學(xué)里的物質(zhì)波一樣運動,。”

“利用超低溫的分子，你可以獲得各種各樣不同的物質(zhì)形態(tài),，如超流體晶體,，它是結(jié)晶性的，你感覺不到摩擦,，這太奇特了,。這種現(xiàn)象還沒有被觀察到，但已經(jīng)有了預(yù)言,�,；蛟S不久以后就能看到這些效果，我們都很興奮,�,！�

有關(guān)這一研究的內(nèi)容發(fā)表在近期的《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。研究者采用的是激光和蒸發(fā)冷卻方法,，對鈉原子和鉀原子進行冷卻,，然后用磁場促使這些原子結(jié)合在一起。

之后,，科學(xué)家將鈉鉀分子暴露在兩束激光下,，其中一束激光的頻率剛好與分子振動狀態(tài)吻合，另一束的振動頻率則盡可能調(diào)低,。利用這種超冷卻方法,，研究者降低了7500開氏度。與其他嘗試冷卻氣體原子的實驗相比,，該研究中超低溫分子的壽命相對較長,，約為2.5秒。

茨維萊茵教授說：“這種實驗中的分子具有化學(xué)活性,，完全沒有時間對大批量樣品進行研究,。它們會在冷卻到足夠出現(xiàn)有趣狀態(tài)之前就衰變。在我們的實驗中,，我們希望分子的壽命足夠長,，從而能看到物質(zhì)的新奇狀態(tài)�,！�

然而,，他們的實驗并不是人類實驗中所能達到的最低溫度。2003年,，麻省理工學(xué)院和美國航空航天局的科學(xué)家成功地將鈉氣體冷卻到了只有500皮開氏度（picokelvin）,，即0.5納開氏度。
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玻色-愛因斯坦凝聚態(tài)

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這真是高大上的工作啊，