高溫和低溫哪個更厲害一點（為什麼低溫只能達到絕對零度-273.15）

2023-07-25 14:50:24 1

實際上低溫不可能達到-273.15℃（絕對零度），而只能無限逼近。宇宙的高溫也有上限值，根據量子力學計算，波長的最短空間長度為「普朗克長度」，這就能推算出自然界的最高溫度是1.41×10^32k，而整個高溫同樣在宇宙中也不存在，它只有在宇宙誕生的大爆炸中才會產生如此高溫。而目前科學家得到最低的溫度世界記錄是零下273.144℃，這已經相當接近「絕對零度」了。

2014年10月22日，義大利國家核物理研究院（INFN）宣布其所屬格蘭薩索粒子物理國家實驗室的「低溫地下罕見事件天文觀測臺」創造了一項新的世界紀錄——將一塊銅立方體幾乎冷卻到「絕對零度」。這個銅立方塊重達400千克，被冷卻到了6毫開，也就是零下273.144攝氏度。銅塊被密封在一種「低溫恆溫器」中，它「在世界上所有此類設備中獨一無二，不但在尺寸、極限溫度、製冷動力方面其他設備無可比擬，其極低放射性環境更是絕無僅有。」

圖、絕對零度零下273.144攝氏度

「絕對零度」是19世紀中期由愛爾蘭開爾文男爵威廉·湯姆森定義的熱力學絕對溫度，這是一種理想的理論值，代表氣體所有粒子能量都為零的狀態，物質的溫度只能無限逼近但不能達到或低於絕對零度。

物質的溫度取決於原子、分子等粒子的動能。熱力學定律表示，絕對零度永遠無法達到，只可無限逼近。因為任何空間必然存有能量和熱量，也不斷進行相互轉換而不消失。所以絕對零度是不存在的，除非該空間自始即無任何能量熱量。在此空間中，所有物質完全沒有粒子振動，其總體積並且為零。

按照麥克斯韋─玻爾茲曼分布，只要分子的內能、動能和勢能都為0，才能達到絕對零度。但這是不可能的，因為分子中有質子和中子在運動，此外，原子核外的電子也不可能靜止不動，所以分子的動能不可能為0。分子的動能、勢能、內能都有一個最高極限。分子由原子構成，原子能量有極限值，原子內部能量達到某一個閾值，它就會以質能方程的形式釋放，原子沒有了，分子同樣消失了。沒有分子運動，溫度也不存在了。

在現實世界中，要製造接近絕對零度的低溫環境，主要技術是鐳射冷卻和蒸發冷卻。華裔物理學家朱棣文曾因發明了雷射冷卻和磁阱技術製冷法與另兩位科學家分享了1997年的諾貝爾物理學獎。