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| 这样一台看似简陋的机器就能实现无限接近“绝对零度”的温度 图/中科院物理所 |
长期以来 ， 科学家们一直在挑战达到一种“冰冷的极致” ， 那是一个理想的、几乎无法达到的最低温度 ， 又被称为“绝对零度” 。 从热力学上来描述 ， 它大致为零下273.15℃（摄氏度）或零下459.67℉（华氏度） 。
中国科学院物理所早在上世纪70年代末就研制成功我国第一台湿式稀释制冷机 ， 实现了零下273.116℃ ， 即绝对零度以上0.034℃的极低温 。 而今年6月24日晚 ， 该所自主研发的无液氦稀释制冷机原型机 ， 又成功实现了一次新突破 ， 达到了零下273.1391℃ ， 即绝对零度以上0.0109℃ 。
“冰冷的极致”再次刷新了纪录 。
【量子|“冰冷的极致”，刚刷新到-273.1391℃】什么是“绝对零度”？
它是热力学的最低温度 ， 热力学温标的单位是K（开尔文） ， 绝对零度就是0K ， 约为零下273.15℃或零下459.67℉ 。
物体的温度实际上就是原子在物体内部的运动 。 当我们感到一个物体比较热的时候 ， 就意味着它的原子在快速运动：当我们感到一个物体比较冷的时候 ， 则意味着其内部的原子运动速度较慢 。 我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的 ， 而物理学家则是以绝对温标（或称开尔文温）标来测量温度的 。
科学家通常认为 ， 温度达到绝对零度时 ， 构成物质的所有分子和原子均会停止运动 。 在此温度下 ， 物体分子没有动能 ， 但仍然存在势能 ， 此时内能为最小值 。 然而 ， 绝对零度几乎是无法达到的 ， 只是理论上的下限值 。
科学家在对绝对零度的研究中 ， 发现了一些奇妙的现象 。 如氦本是气体（氦是自然界中最难液化的物质） ， 在零下268.9℃时会变为超液态；当温度持续降低时 ， 原本装在瓶子里的液体 ， 能轻而易举地从只有0.01毫米的缝隙中 ， 溢到了瓶外 ， 继而出现喷泉现象 ， 液体的粘滞性也消失了 。
科学家们在相关研究中 ， 发现关于绝对零度的研究 ， 还可能为发现新的物质——暗物质提供新思路 。
为量子计算实验提供有力支撑
中国科学院物理所早在上世纪70年代末就研制成功我国第一台湿式稀释制冷机 ， 实现了零下273.116℃ ， 即绝对零度以上0.034℃的极低温 。 他们最近又向媒体透露 ， 该所自主研发的无液氦稀释制冷机又成功突破了之前的纪录 ， 成功实现10mK（绝对零度以上0.01℃）以下的极低温运行 。
这标志着我国在高端极低温仪器研制上取得了突破性的进展 。
稀释制冷机是一种能够提供接近绝对零度环境的高端科研仪器 ， 在凝聚态物理、材料科学、粒子物理乃至天文探测等科研领域广泛应用 。 无液氦稀释制冷机是商业上可以买到的温度最低的制冷机 ， 不需要液氦辅助就可以实现仅仅高于绝对零度0.01℃的极低温 。 它可以为量子计算机芯片提供用于维持量子态必需的极低温环境 ， 是量子计算研究中不可替代的关键设备 。
量子计算是当前世界各国科技竞争的“主战场” 。 我国此类仪器之前完全依赖进口 ， 是亟待攻破的关键核心技术 。 如今 ， 中国科学院物理所研究人员攻克了低温设备焊接工艺难题 ， 解决了长期困扰的冷漏、超漏等问题 ， 自主研发的无液氦稀释制冷机原型机已成功实现10.9mK（零下273.1391℃ ， 即绝对零度以上0.0109℃）的连续稳定运行 ， 满足超导量子计算需要的条件 ， 基本达到了国际主流产品的水平 。 这无疑是令人欢欣鼓舞的 ， 意味着我国朝加快科技自立自强的方向迈出了关键的一步 ， 这一技术也将为我国的量子计算实验前沿研究提供有力支撑 。
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