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德国慕尼黑大学物理学家在实验室中首次实现“负温度”状态
德国慕尼黑大学物理学家在实验室中首次实现“负温度”状态
2013/1/6 8:17:19 | 浏览:1414 | 评论:0

  物理学家在实验室中实现了处于“负温度”(negative temperature)状态的原子气体。

  在正温度区间,处于低能级原子的数量要大于处于高能级原子的数量,这种分布模式在物理学中称为“玻尔兹曼分布”。当物体受到加热的时候,其中的原子吸收能量会跃迁到较高的能级。所谓的“负温度”是正温度的反面,在负温度下处于高能级原子的数量要大于处于低能级原子的数量。

德国慕尼黑大学物理学家在实验室中首次实现“负温度”状态
与通常原子分布律不同的是:在负温度下处于高能级原子的数量要大于处于低能级原子的数量。

  来自德国慕尼黑大学的物理学家Ulrich Schneider说:“逆玻尔兹曼分布是物体处于负温度的标志,这正是我们所实现的。气体的温度实际上并没有低于绝对零度,而是更热,甚至比任何正温度还要热。按照定义,温度在无限大处跃迁到负温度区间。”

  正如期望的那样,处于负温度的物体有非常奇怪的性质。例如,通常情况下,热量是从高温物体流向低温物体(高温的物体冷却,低温的物体加热),直到温度相等为止。然而,热量是从负温度物体流向正温度物体,处于负温度的物体比处于正温度的物体要热。

  负温度另一个古怪的性质与熵(entropy)有关,熵是对一个系统有序性的度量。当物体释放热量的时候,就会增加周围物体的熵值,使它们变得更混乱。然而,当处于负温度的物体释放热量的时候,它可以吸收周围物体的熵,使它们变得更有序。

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