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-273.1391℃,科学家出现新突破!仅比绝对零度高0.01度

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在物理学中,绝对零度指的是-273.15℃,同时也是现有理论中 「温度的下限」

近几个世纪以来,无数科学家都想人工产生绝对零度,但就像人类无法真正达到光速,只能无限接近它一样,向绝对零度发起的一次次衝锋,也只是把小数点往后推了几位而已。

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随著和绝对零度的距离越来越近,物理学家们衝刺的脚步也被迫放缓了下来,最近一次朝绝对零度发起的「短距衝刺」,是中国科学院物理研究所的无液氦稀释制冷机完成的,创造了10mK( 绝对零度以上0.01度)以下的极低温运行记录。

这麽低的温度有什麽用?

依託于科技的进步,现如今向绝对零度发起的衝刺,已经不再是过去那样单纯为了数值。此次研制的无液氦稀释制冷机,未来在凝聚态物理,材料科学,甚至是天文学上都能发挥作用。而它在商业领域的最大用途, 就是冷却量子电脑的晶片,让其能长期保持量子态而不发热,最终完成计算过程。

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量子电脑作为人类目前理论中最强大的电脑,拥有传统结构电脑无法比拟的优势,儘管目前量子电脑还只能在特定问题上碾压传统超算,但随著量子技术的不断进步,尤其是制冷和散热技术的进步,未来以量子叠加态为运算基础的量子电脑, 必将实现体积的缩小和算力的爆炸式跃升,就像当年占地几百平方公尺,重达上百吨的原始电脑,逐渐演化成今天人们掌中的手机一样。

温度的本质

抛开日常生活中人体能感知到的温度范围不谈,在物理学上温度的下限是0k,也就是-273.15℃,被称为绝对零度。

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温度的上限是1.416808(33)×10^32K,也就是1.4亿亿亿亿摄氏度,被称为普朗克温度。

下限代表所有微观粒子都停止运动,上限代表所有微观粒子都以光速运动。

但不论是上限还是下限,人类科学家都无法实现。

宇宙的底线

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因为根据量子力学相关的理论,具备量子态的微观粒子们一直处在」机率云「的状态中, 无法被精确定位和操控,所以想让所有微观粒子都停止运动是不可能的,绝对零度也因此无法实现。

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作为宇宙中速度的上限,静止质量不为0的物体在向光速逼近的过程中,自身质量会膨胀成无限大,而后就需要无限大的能量去推动它,进一步向光速逼近, 但无限能量很明显是不存在的,所以具备静止质量的粒子们,只能无限接近光速而不能达到光速。因为无法达到光速,所以和」最高温度「也就无缘了。

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迄今为止,代表温度上限的普朗克温度只在一个时刻出现过,那就是138.2亿年前宇宙大爆炸的那一瞬间,之后随著宇宙的暴涨和冷却,普朗克温度再也没出现过。

人类文明一直在发现宇宙规律,并利用宇宙规律来改变宇宙本身,但绝对零度和普朗克温度的存在,或许就代表宇宙的底线, 人类只能在底线允许的范围内」大展拳脚「,科技发展终究还是不能让人类为所欲为。

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32 条回复 A文章作者 M管理员
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