實驗室中所作出來的低溫可到達零下幾度

Question

實驗室中所作出來的低溫可到達零下幾度??????????????????????????????????

Answer 1

根據New Scientist Breaking News, 目前「宇宙」最低溫紀錄 (Coolest thing in the Universe revealed) 是由美國麻省理工學院劍橋實驗室 (MIT-Harvard Centre) 的Centre for Ultra-Cold atoms (姑且譯為「超冷原子中心」) 所達成, 而此人造冷卻的物質為一團鈉原子雲 (a cloud of sodium atoms)。那麼...這個記錄是幾度呢？答案是 450 picokelvin , 也就是 450x10-12K, 這樣的超低溫已經很難用攝氏零下幾度來表達了, 嚇人吧!附註: picokelvin簡稱pK, 1 pk = 10-12K (絕對溫度 0K= -273°C = -460°F)■ 資料來源與考證這個結果後來已由研究團隊Centre for Ultra-Cold atoms發表於國際知名期刊"Science Magazine" (科學雜誌, 9/12/2003, vol 301, p 1513), 並已正式列入金氏世界記錄 (Guinness World Records)除了Science Magazine需要付費瀏覽外, 點選文中所有連結, 都能直接看到原文出處。

Answer 2

大約是 240μK...........1997年物理獎～逼近絕對零度
根據波以耳-查理-亞佛加厥理想氣體方程式得知，氣體在零下273.15。C時，是沒有任何體積的
　實驗最低到底多少度？有很多方法可以知道冷凍後的原子溫度到底是多少度，方法之一就是先把雷射關掉。在朱棣文最初的實驗裡，原子冷凍後會在這個狀態下維持約0.1毫秒(1ms =10-3 s)，隨後原子就在無動力的情況下離開觀測區繼續飛行。測量這個只受重力下飛行一段固定距離所需的時間，可以大約估計原子的溫度。朱棣文量得的溫度大約是 240μK，這大約等於鈉原子速度為 30 cm/s的溫度，跟理論上計算的都卜勒極限差不多，用都卜勒冷凍最低就只能達到這個溫度了。

　　其他量測溫度的方法還有很多，例如，讓原子在重力場中落下，然後利用雷射測量它下落的曲線。 1988 年菲利普斯發現，如果把雷射頻率調得比都卜勒冷凍極限理論所預測的最佳頻率還低時，原子的溫度竟然可以達到 40μK (見 Phy. Rev. Lett. 61：169-172,1998)。比理論預測的都卜勒極限還低了六倍！ 為了確定實驗的正確性，菲利普斯自己就用了四種方法測量。當初有人懷疑是不是因為他用的雷射太強，以致於都卜勒冷凍的理論不適用了？不久朱棣文與柯恩唐努吉也做了更仔細的測量，確認了他的發現無誤：與雷射強度無關。原來朱棣文當初測量溫度所用的方法並不太準，測量的結果會受體積及原子在其內的分布影響。馬上達利巴德、柯恩唐努吉還有朱棣文就找出了理論解釋（後來有更完整的理論，見 Physics Today，October 1990，p.35）。

　　現在我們知道，是因為得到這個極限所用的模型太過簡單了：原來的理論只假設了簡單的兩個能階，但是真正的鈉原子基態能階卻還分很多的日曼次能階(Zeeman sub-level)，這些次能階在沒有外場時是分不出來的。雷射光會使原子在這些次能階間轉換，至於哪個能階有多少原子，就要看雷射光的偏極化方向，不同偏極化的光會造成不同的分布。事實上原子能階高低受雷射光偏極化方向的影響，也會改變，而且對各個日曼次能階的改變量又不同。在光糖漿裡，雷射光的偏極化方向不斷的在變化，因此無論是每個能階的位置或者在該能階的原子數目，都隨著雷射的偏極化方向一直在改變。另外還有一種稱為偏極梯度冷凍效應 (polarization gradient colling effect) 的機制，在這個偏極化方向不斷改變的環境中，也是導致如此低溫的重要原因。這對靜止的原子沒有影響，因為各方面的改變平均說起來是零，但是運動中的原子由於對稱性受到破壞就會受力。菲利普斯發現低溫就是其中一個稱為「薛西佛斯冷卻」(Sisphus cooling) 機制的特例。

Answer 3

絕對零度是宇宙間的最低溫度，對應於 。理論上，在絕對零度一切粒子的熱運動停止，理想氣體的壓力和體積均變為零。

以絕對零度為零度的溫標就是。K 一度攝氏溫差等於一開氏溫差。

此時所有物質都無法以氣態存在，所以這就是實驗室所能到達的境界～但是這是理想值，實驗室從沒有真正到達這個境界，就跟沒辦法提煉出100％矽一樣
，99.9999％就已經是工業標準了。

Answer 4

液態氮可以到77K
至於液態氦則可以到4K