量子气体自由落体实验创造了有史以来最冷的温度

德国的物理学家创造了有史以来最冷的温度——比绝对零度高 38 万亿分之一度。这个奇怪的实验涉及滴下一种量子气体，并打开和关闭磁场，使其原子几乎完全静止。

测量为 -273.15 °C (-459.67 °F)，绝对零是热力学尺度上可能的最冷温度，代表根本没有原子运动或热量的点。然而，科学家们不可能达到那个目标，因为我们永远无法消除系统中原子的所有动能。

但是科学家们一直非常接近——几年前，哈佛的一个团队研究了有史以来最冷的化学反应，温度为 500 纳开尔文，即绝对零以上百万分之 500 度。国际空间站上的冷原子实验室仅在 100 纳开尔文下进行了实验。

但与新研究中达到的温度相比，这些温度是温和的。一个德国团队现在记录的有效温度仅为 38 皮开尔文，即比绝对零度高 38 万亿分之一度。

为此，研究人员首先在真空室的磁场中捕获了 100,000 个铷原子云。然后他们将其冷却以形成一种称为玻色-爱因斯坦凝聚体 (BEC) 的量子气体，其中原子开始像一个大原子一样发挥作用，从而在宏观尺度上可以看到奇怪的量子效应。

然而，在绝对零以上十亿分之二度时，这还不够冷。因此，该团队在不来梅落塔研究设施进行了一项实验，将 BEC 陷阱落下 120 米(393.7 英尺)。在自由落体过程中，该团队反复关闭和​​打开包含气体的磁场。

当磁场关闭时，气体开始膨胀，当磁场重新打开时，气体被迫再次收缩。这种切换减缓了气体的膨胀几乎完全停止，降低这种分子速度有效地降低了温度。

虽然该实验仅设法达到这一破纪录的温度长达两秒钟，但模拟表明，在失重环境(例如卫星上)中，它应该可以保持长达 17 秒。

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