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美:激光技术可冷却物体接近绝对零度

2007-04-11 09:15
FlappyBird
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  美国麻省理工学院研究人员日前表示,他们利用激光冷却技术,成功地将体积相当于硬币大小的物体冷却到接近绝对温度零度。该项成果创造了激光冷却相同体积物体的最低温度纪录,它为科学家最终将较大物体冷却到绝对零度,以观察物质的量子行为带来了希望。

    麻省理工学院物理助理教授、研究小组负责人奈吉斯·马瓦尔瓦拉表示,虽然研究小组目前还没有将物体冷却到能够观察到量子行为所需的绝对零度,但是“最重要的是,我们首次找到了也许能最终了解物体量子行为的技术”。

    量子理论出现于20世纪早期,它用于解释采用经典力学所无法解释的原子行为。然而,当物体较大时,其自身的热量和运动掩盖了量子效应,同时两者间的相互作用为包括重力和电磁学在内的经典力学所左右。为了观察到较大物体的量子效应,人们需要将它们冷却到绝对零度(或极其接近绝对零度),如此低温只有让物体尽可能地不动才能实现。在绝对零度时,物质的原子失去了其所有的热能,只剩下它们的量子运动。

    在即将发表于《物理评论快报》上的研究报告中,研究人员表示,他们将5美分大小的镜子冷却到绝对温度0.8度。在此温度下,1克重的物质运动十分缓慢,在130亿年(宇宙的年龄)的时间里,它们行进的路程为4万公里,相当于绕地球一圈。为了实现极低温度,研究人员将光阱技术和光阻尼相结合,用两束激光同时作用于悬浮的镜子,一束激光将其锁定在规定的位置,另一束激光则将其运动减缓并将其热能带走。结果在两束强大的激光共同作用下,镜子几乎静止不动。

    马瓦尔瓦拉预计,随着研究人员将物体的温度冷却到越来越接近于绝对零度,人们面临的困难也将越来越大。某些技术上的难题现在仍然没有被解决,激光频率波动产生的干涉就是其中之一。然而,一旦将物体冷却到足够低的温度,人们将观察到量子信息存储以及光和镜之间的量子纠缠等量子效应。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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