中国科学院大学表示,该校苏刚教授与合作者通过多年研究,在近期实现了无液氦情况下的极低温制冷,有望为极低温制冷提供新的技术方案,在多个高技术领域具有应用前景。相关成果已在国际学术期刊《自然》发表。
据介绍,极低温制冷技术在深空探测、材料科学、量子计算、大科学装置建设等领域被广泛应用。长期以来,极低温制冷主要利用液氦来实现,但自然界中氦元素较为稀缺,如何不用氦元素实现极低温制冷,成为科学界的一个重要课题。
此项研究中,团队在钴基三角晶格量子磁性材料中,证实了阻挫量子磁体中超固态的存在。随后,他们利用该晶体材料,通过绝热去磁获得了94毫开(零下273.056摄氏度)的极低温,成功实现无液氦极低温制冷。
“这一成果有望为解决深空探测、量子科技、物质科学等领域的极低温制冷难题提供一种新的方案。”苏刚说。
《自然》杂志审稿人评价,该研究是在超低温下对一种复杂化合物的高质量实验,有望引领科学界在该领域开展更加广泛和深入的研究。
绝对零度到底有多恐怖?能冻住光么?(零下273℃的威力)
绝对零度是热能学上的最低温度,在现实中不存在,低至零下273.15度,关于能不能冻住光,有人说因为在绝对零度下,一切物质都会停止热运动,所以不能,但也有人运用逆推法,证明了当外部的绝对零度区域产生巨大的温度梯度时,光就无法正常传播,在下面就跟着小编一起去看看吧!
世界上最冷有人居住的地方达到了零下70度,这已经是人类的极限了,而绝对零度则是热能学上的最低温度,但只是理论上的最低值,而热力学上以开尔文作为单位,而绝对零度就是开尔文温度标上的零点,也就是零下273.15度。在热力学的背景下,如果处于绝对零度的环境中,那么所有的热运动都将会停止,开尔文其实就像今天使用的摄氏度单位,1摄氏度就代表1开文尔。
物质的温度取决于物体内部的原子和分子等,这些粒子运动所产生的热能,也就是说粒子动能越大,物质的温度就越高,所以在理论上要想达到绝对零度,那么所有物质的运动都要降到最低,空间中完全没有物质运动,不产生任何热能,所以在现实生活中自然界的温度是无法达到绝对零度的,只能无限的接近它。据说宇宙最冷之地回力棒星云,就离原子绝对静止只差一度。
光虽然不是实体,但也算是一种能量,光源发出光就是在电子中获得了额外的能量,如果能量不足以让电子跳跃到更外层的轨道,它就会加速运动,并通过波的形式释放能量。生活中的光源分为三种,有热效应产生的光,还有原子跃迁产生的光以及物质内部带电粒子加速运动产生的光,也就是说要有光,就离不开物质的运动。光可以在真空,空气,水等透明的介质中传播,在量子学上,光线越强,所含的光子就越多。
一些人认为绝对零度不可能办到,在绝对零度下,一切物质都会停止热运动,原子粒子几乎被冻结,而光作为一种能量,是有动质量的,当光子遇上绝对零度时,必然打破绝对零度中无粒子运动的平衡,所以就可以看作在光和绝对零度区域碰撞的那一刻就不是绝对零度了,所以绝对零度是不可能冻住光的。
也有人用逆推法假设,如果光在绝对零度下依然传播,那么光子必须具备动能,才能传递,但是根据热力学原理,只要有原子运动则其中必定产生热能,那么光线投射的区域便不算是绝对零度,这时就会和外部的绝对零度区域产生巨大的温度梯度,导致光无法正常传播,发生色散,也就是被冻住。
结语:两种说法争持不下,所以关于绝对零度到底可不可以冻住光,还没有一个正统的说法。你认为绝对零度可以冻住光吗?
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