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          物理學(xué)家在實驗室中首次實現(xiàn)“負溫度”狀態(tài)

          物理學(xué)家在實驗室中首次實現(xiàn)“負溫度”狀態(tài)

          2013-01-06 16:34:29

            據(jù)國外媒體報道,物理學(xué)家在實驗室中實現(xiàn)了處于“負溫度”(negative temperature)狀態(tài)的原子氣體。

            在正溫度區(qū)間,處于低能級原子的數(shù)量要大于處于高能級原子的數(shù)量,這種分布模式在物理學(xué)中稱為“玻爾茲曼分布”。當物體受到加熱的時候,其中的原子吸收能量會躍遷到較高的能級。所謂的“負溫度”是正溫度的反面,在負溫度下處于高能級原子的數(shù)量要大于處于低能級原子的數(shù)量。

            來自德國慕尼黑大學(xué)的物理學(xué)家Ulrich Schneider說:“逆玻爾茲曼分布是物體處于負溫度的標志,這正是我們所實現(xiàn)的。氣體的溫度實際上并沒有低于絕對零度,而是更熱,甚至比任何正溫度還要熱。按照定義,溫度在無限大處躍遷到負溫度區(qū)間。”

            正如期望的那樣,處于負溫度的物體有非常奇怪的性質(zhì)。例如,通常情況下,熱量是從高溫物體流向低溫物體(高溫的物體冷卻,低溫的物體加熱),直到溫度相等為止。然而,熱量是從負溫度物體流向正溫度物體,處于負溫度的物體比處于正溫度的物體要熱。

            負溫度另一個古怪的性質(zhì)與熵(entropy)有關(guān),熵是對一個系統(tǒng)有序性的度量。當物體釋放熱量的時候,就會增加周圍物體的熵值,使它們變得更混亂。然而,當處于負溫度的物體釋放熱量的時候,它可以吸收周圍物體的熵,使它們變得更有序。

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