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怎樣才能接近絕對零度?

  • Jun 5, 2017
  • 1 min read

首先要重溫一個簡單概念:

內能=勢能+動能

而溫度則與粒子的平均動能掛勾

所以就是盡量把原子動能減少就行了

Step 1. 將原子加熱,令原子之間的鍵拆開.或者可以說,將原子的動能加大至遠超過勢能的狀態,令他們變成獨立的狀態.

Step 2. 用雷射將原子減速:因為多普勒效應 (Doppler Effect),原子如光子 "正面碰撞" 時,原子會感受到光子的波長較短,所以作用會較強.如果雷射從四方八面而來,就變相是將原子不斷向中央減速,所以得到冷卻的效果

跟據粒子的移動速度,會與光子產生多普勒效應.有關多普勒效應,於E1天文學會有提及

Step 3. 蒸發冷卻:以磁場束綁原子,然後讓較高能量的原子逃脫.所以,剩下來的原子就會擁較低能量 (跟一般的 Evaporation 原理類似)

得出的原子,其溫度可以達到 100 nK 水平的低溫,而達到固體以下的一個態:Bose-Einstein Condensate. 在這個態中,接近全部原子都會落入最低能量態,而且會是一種氣態,超流性的狀態.

如果有興趣的話,可以看看下面的一個片段,內裡有詳盡解釋

 
 
 

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