當前位置:首頁>科技>絕對零度與量子力學的本質問題
發布時間:2025-10-27閱讀(2)
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我們都熟悉物質的狀態:固態、液態和氣態。加熱固體,最終它會融化成液體,泵入更多的能量,所有液體都會蒸發成氣體。如有更多的能量,氣體中的電子會脫離原子,從而成為等離子體狀態。在這些物質狀態中,粒子具有巨大范圍的個體能量,有些快速移動或振動,而有些則較慢,溫度只是代表無數粒子的平均動能。 在某些固體中,成對的電子——庫珀對凝聚成這種狀態,它們不受限制地流過材料,使其成為超導體。然而,如果整個物質在達到玻色-愛因斯坦凝聚的溫度時能夠以某種形式保持流體狀態,它就會成為我們所說的超流體。已知有一種物質可以在實驗室可能的條件下產生超流體,那就是氦,特別是氦-4。氦-4的總自旋為零,這使其成為玻色子,不必遵守泡利不相容原理。氦-4的另一個特點是它不會凍結,在盡可能低的溫度下仍然是液體,其他物體在成為超流體之前就會凍結成固體。
零點能量我們將量子系統的最低能量稱為零點能量,對于構成任何形式物質的一組粒子,零點能量實際上并不為零,總是會有一點動能剩余,所以溫度不可能達到絕對零。這會導致一些更奇怪的現象,例如,充滿我們宇宙的量子場也會由于不確定性原理而波動,從而產生我們所知的真空能量。一些量子場在將海森堡帶入其中之前就具有固定的非零零點能量,這導致了著名的希格斯機制,也可能導致了暴漲和暗能量現象。 |
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