【绝对零度-273.15℃,是宇宙的“强迫症”犯了?】要想理解这串神秘数字,我们

谷枫科普 2025-11-13 10:55:13

【绝对零度-273.15℃,是宇宙的“强迫症”犯了?】要想理解这串神秘数字,我们得先揭开温度测量的秘密。温度测量的基准体系叫做温标,例如华氏温标、摄氏温标和开尔文(绝对)温标等。而我们日常使用的摄氏温标,其实是以水的冰点和沸点为基准的人为划分。为什么绝对零度不是一个整数?科学家发现,理想气体的体积会随着温度的变化而变化:当温度每升高1℃,体积就膨胀约0℃时的1/273.15。如果将这个规律反向延伸,当分子在运动理论上完全停止时,温度就指向了-273.15℃。早在1699年,法国物理学家阿蒙东就通过实验感受到了这个极限的存在。但真正给它命名的是150年后的开尔文勋爵。他创立的热力学温标,让-273.15℃成为了宇宙的“温度原点”。虽然我们在理论上无法达到绝对零度,但这并不妨碍科学家们向它不断逼近。2021年,德国团队在落塔中让铷原子气体达到了38皮开(pK)的超低温,仅比绝对零度高0.000000000038℃。在太空的微重力环境中,美国冷原子实验室更是将温度降至52皮开,创造了量子研究的理想环境。在这场追冷之旅中,液氦扮演着不可或缺的角色。当温度降至4.2K(-269℃)时,氦气会变成液体。当温度继续降至2.17K时,液氦-4会展现出超流态的特征——它能无阻力地流动,甚至沿着容器壁向上爬升。而同位素氦-3的超流转变温度更低,约0.0025K,这正是稀释制冷机实现毫开级低温的关键。

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