人类拼命逼近绝对零度不只是为了挑战技术极限

2021年,德国的一个科研团队把铷原子云送到一百多米高的落塔里,利用失重环境让它们自由下落,疯狂冷却,最终将温度降到了比绝对零度高38皮开尔文。38皮开尔文意味着万亿分之38度,这种极低温的物质如果接触人体,热量会迅速被吸走,瞬间撕裂细胞结构。绝对零度就像镜中月、水中花,人类永远只能无限接近。 一百多年前,一个叫盖吕萨克的法国人观察到气体体积与温度下降的关系后,推算出一个奇怪的数字——零下273.15度。他顺着这个规律发现,降到这个温度时气体体积会变成零。虽然不符合常理,但这个数字还是给了物理学界灵感。后来开尔文勋爵站出来,以这个数字为起点制定了开尔文温标。 绝对零度是所有微观粒子彻底静止的理想状态。平时我们感觉热是因为原子分子在运动,冷则是运动减弱。量子力学的出现给绝对零度判了“死刑”,海森堡的不确定性原理指出无法同时确定粒子的位置和速度。为了保持平衡,宇宙给所有粒子都发了一份“保底福利”,名为零点能。哪怕温度再低,粒子也得进行最微弱的量子涨落。 海森堡的不确定性原理早就说透了,你没法精准知道一个粒子的位置和它的运动速度。要是粒子真的在绝对零度下彻底不动,那位置和速度就都能精准拿捏,这可是量子世界的大忌。 科学家们想出了各种奇招来逼近绝对零度。他们用激光当“无形的冰箱”把原子死死按住,再用磁场造个“陷阱”不让它们乱跑。2021年的时候德国团队更是玩出了新花样,通过失重环境让温度降到了只比绝对零度高38皮开尔文。 虽然我们永远达不到这个温度极限,但在逼近的过程中发现了很多颠覆认知的现象。液氦会变成没有一点粘度的超流体,能顺着杯壁自己爬出去;超导材料能让电流无损耗地循环流动;成千上万个原子还会形成步调一致的“超级原子”——玻色爱因斯坦凝聚态。 现在的宇宙空间残留着大爆炸留下的“余温”,大约是零下270.42摄氏度。根据热力学第二定律,未来所有物质都会分散到无边无际的空间里。当一切都静止时,时间也会失去意义——一秒钟和一亿年就没了区别。 人类拼命逼近绝对零度不只是为了挑战技术极限,更是为了解读宇宙的密码。这份探索的意义已经足够珍贵了。