絕對零度
粒子停止運動的溫度 / 維基百科,自由的 encyclopedia
絕對零度(英語:absolute zero)是熱力學的最低溫度,是粒子動能低到量子力學最低點時物質的溫度,絕對零度是僅存於理論的下限值,其熱力學溫標寫成0K,等於攝氏溫標零下273.15度(即−273.15℃)或華氏溫標零下459.67度(即−459.67℉)。物質的溫度取決於其內原子、分子等粒子的動能。根據馬克士威-波耳茲曼分佈,粒子動能越高,物質溫度就越高。理論上,若粒子動能低到量子力學的最低點時,物質即達到絕對零度,不能再低。然而,根據熱力學定律,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。在此一空間,所有物質完全沒有粒子振動,其總體積並且為零(絕對真空)。
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有關物質接近絕對零度時的行為,可初步觀察德布洛伊波長(英語:Thermal de Broglie wavelength)。定義如下:
其中為普朗克常數、為粒子的質量、為波茲曼常數、為絕對溫度。可見熱德布洛伊波長與絕對溫度的平方根成反比,因此當溫度很低的時候,粒子物質波的波長很長,粒子與粒子之間的物質波有很大的重疊,因此量子力學的效應就會變得很明顯。著名的現象之一就是在1995年首次被實驗證實的玻色-愛因斯坦凝聚,當時溫度降至只有1.7×10-7 K .