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溫度為什么不能無限降低?

圖源:pixabay

這就要從溫度的微觀本質(zhì)說起了——溫度的高低體現(xiàn)的是一群粒子(分子、原子等)的平均動能大小,粒子運動越活躍,平均動能越大,相應(yīng)溫度也越高。
 
因此當(dāng)所有粒子都停止運動,沒有任何動能時,溫度就達(dá)到了最低極限,即絕對零度(-273.15℃),也就是開氏度的起點(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的固體,構(gòu)成它的基本粒子依然在不斷運動,只不過是在小范圍內(nèi)振動,肉眼覺察不出。
 
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)家試圖在實驗室中控制“好動”的粒子,期望達(dá)到絕對零度。

借助強(qiáng)磁場,物理學(xué)家已經(jīng)實現(xiàn)了5×10^-10K的超低溫,看起來已極其接近絕對零度,但它們之間仍然隔著一道來自量子世界的鴻溝。