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[真假传言] 【真的】温度可达到绝对零度之下

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ミ侠外护法ミ

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    俺是撸主
    发表于 2016-8-28 02:16:52 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    【流言】:德科学家将气体温度降至绝对零度以下:德国科学家乌尔里克?施奈德首次通过激光和磁阱技术,使一种由钾原子组成的超冷量子气体的温度,降至绝对零度以下——低于绝对零度几十亿分之开尔文。这项超越极限的技术将有助开发革命性的新材料和设备,帮助宇宙学家近距离分析神秘的暗物质。
    【真相】:热力学温度的确定是通过一条公式,其中温度与物质粒子的能级分布相对应,温度无穷大时,物质粒子刚好在高低能级中对半分布。此时如果继续增加能量,则高能级中的物质粒子会超过半数,而在此公式中,温度的数值就变成了负值。
    【论证】:“负温”就是物理学家为了表述方便设定的一个概念,不是真的为负。
    热力学中温度的确定有一条计算公式,通过这个公式,温度与物质粒子的能级分布相对应,当温度是无穷大时,物质粒子刚好在高低能级中对半分布。
    此时如果继续增加能量,则高能级中的物质粒子会超过半数,而在温度的确定公式中,从纯粹数学计算的角度看,此时温度的数值就变成了负值,这就是所谓“负温”的来源。
    但是这时候其实负温物质的能量比无穷大正温更高,不是真的低于绝对零度。一个正温物体与一个负温物体接触时,热量是从负温传递到正温,一个+100K的物体跟一个-100K的物体接触后,两者的均衡温度不是0K而是∞K。
    如果要给出一个温度从低到高的分布的话,在热力学温标下是这样的:
    +0 K < +100K< + ∞ K = - ∞ K < -100 K < -0 K
    +0K是温度的最低值,-0K是温度的最高值。

    流言中科学家所做的,其实就是在正常的温度分布中,通过瞬间对调高低能级(磁场方向对调),使得处于高能级的粒子数超过了50%,从而实现了负温(即温度-能级分布对应公式中,温度的符号变成了负号)。他们厉害的一点,是通过激光暂时阻止了粒子从高能级跃迁到低能级,从而使得负温状态保持了一段时间。
    另外,热力学第三定律的本质是说:物质粒子不可能绝对静止。
    而负温的时候物质粒子不但没有静止,反而运动的更剧烈了,所以与热力学第三定律并不冲突。
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    沙花按摩
    发表于 2016-8-28 09:00:25 | 只看该作者
    利器完不成的工作,钝器常能派上用场。
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    板凳捶腿
    发表于 2016-9-1 21:32:04 | 只看该作者
    修养的花儿在寂静中开过去了,成功的果子便要在光明里结实。
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    地板擦鞋
    发表于 2016-9-12 19:00:33 | 只看该作者
    甘心做奴隶的人,不知道自由的力量。
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