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溫度為什么不能無(wú)限降低?

圖源:pixabay

這就要從溫度的微觀(guān)本質(zhì)說(shuō)起了——溫度的高低體現的是一群粒子(分子、原子等)的平均動(dòng)能大小,粒子運動(dòng)越活躍,平均動(dòng)能越大,相應溫度也越高。
 
因此當所有粒子都停止運動(dòng),沒(méi)有任何動(dòng)能時(shí),溫度就達到了最低極限,即絕對零度(-273.15℃),也就是開(kāi)氏度的起點(diǎn)(0K)。
 
然而,粒子之間總是存在相互作用力,即使是看似靜止不動(dòng)的固體,構成它的基本粒子依然在不斷運動(dòng),只不過(guò)是在小范圍內振動(dòng),肉眼覺(jué)察不出。
 
所以絕對零度是不可能存在于自然界中的(理想真空狀態(tài)沒(méi)有任何粒子,也就不存在溫度的概念),于是科學(xué)家試圖在實(shí)驗室中控制“好動(dòng)”的粒子,期望達到絕對零度。

借助強磁場(chǎng),物理學(xué)家已經(jīng)實(shí)現了5×10^-10K的超低溫,看起來(lái)已極其接近絕對零度,但它們之間仍然隔著(zhù)一道來(lái)自量子世界的鴻溝。