绝对零度到底有多冷？开尔文告诉你

绝对零度到底有多冷？开尔文告诉你

绝对零度，这个听起来像是科幻小说中的概念，其实是由英国物理学家开尔文勋爵于1848年提出的。它是温度的最低极限，相当于-273.15℃。在这个温度下，一切物质的分子和原子都会停止运动，连火焰都无法燃烧。虽然现实中我们无法真正达到这个温度，但在实验室中，科学家们已经非常接近了。绝对零度的研究不仅揭示了物质在极端条件下的奇异性质，还让我们对宇宙有了更深的理解。你知道吗？即使是看似空无一物的真空，也蕴含着基本的能量哦！

2024年9月，中国科学家在极低温技术领域取得了重大突破。安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研制的400系列稀释制冷机，在国内某实验室实际使用中实现连续运行最低温度7.45毫开（mK）超过100天，创下国内最低温度最长时间运行纪录。这一突破不仅打破了国外的技术封锁，还标志着我国在极低温技术领域达到了国际先进水平。

当温度接近绝对零度时，物质会表现出许多奇异的现象。例如，气体分子的热运动几乎完全停止，常见的气体如氮气和氧气会凝结成固体。更令人惊叹的是，光子——光的基本单位——也会失去能量，无法像在常温环境中那样自由传播。这意味着，在绝对零度的环境中，光被“冻结”在原地，无法向前行进。

此外，绝对零度附近还会出现超导现象。1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯发现，当温度降低到4.2K时，汞的电阻会突然消失，这种现象被称为超导。超导现象的发现，为人类提供了无损耗传输电能的可能性，是20世纪最伟大的科学发现之一。

要实现接近绝对零度的低温环境，需要使用特殊的冷却设备——稀释制冷机。这种设备通过“冷却”量子计算机内的各类线材及电子器件，保持稳定的极低温状态。它是现代量子科学研究与量子技术发展的关键核心设备之一，广泛应用于量子功能材料与器件及新奇量子现象的探索。

中国科学家研制的400系列稀释制冷机，不仅达到了7.45毫开的最低温度，还在100毫开和20毫开分别具有650微瓦和18微瓦的制冷量。冷板直径达到300毫米，10毫开样品空间深度达到526毫米，相关参数已达到国内领先、国际先进水平。这一突破不仅填补了我国在极低温关键技术上的空白，还为量子科技的发展提供了有力支持。

绝对零度的研究不仅具有重要的科学意义，还将在未来的科技创新中发挥关键作用。随着极低温技术的不断发展，我们有望在量子计算、高精度传感器、精密测量等领域取得更多突破。这些技术将为人类带来更快的计算速度、更精确的测量结果，甚至可能改变我们对物质和能量的基本理解。

虽然绝对零度是一个理论上无法达到的极限，但人类对这一极限的追求，正是科学探索精神的体现。正如开尔文勋爵所说：“在科学的道路上，没有平坦的大道可走，只有在崎岖小路上不畏劳苦的人，才有希望到达光辉的顶点。”