为什么温度不可以低于绝对零度

为什么不能达到绝对零度
1848年,英国科学家威廉·汤姆逊·开尔文勋爵（1824～1907）建立了一种新的温度标度,称为绝对温标,它的量度单位称为开尔文（K）.这种标度的分度距离同摄氏温标的分度距离相同.它的零度即可能的最低温度,相当于零下273摄氏度（精确数为-273.15℃）,称为绝对零度.因此,要算出绝对温度只需在摄氏温度上再加273即可.那时,人们认为温度永远不会接近于0（K）,但今天,科学家却已经非常接近这一极限了.低温下超导体产生的磁浮现象
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,而物理学家则是绝对温标或称开尔文温标来测量温度的.按照这种温标测量温度,绝对温度零度（0K）相当于摄氏零下273.15度（-273.15℃）被称为“绝对零度”,是自然界中可能的最低温度.在绝对零度下,原子的运动完全停止了,那么就意味着我们能够精确地测量出粒子的速度(0).然而1890年德国物理学家马克斯·普朗克引入的了普朗克常数表明这样一个事实：粒子的速度的不确定性、位置的不确定性与质量的乘积一定不能小于普朗克常数,这是我们生活着的宇宙所具有的一个基本物理定律.(海森堡不确定关系)那么当粒子处于绝对零度之下,运动速度为零时,与这个定律相悖,因而我们可以在理论上得出结论,绝对零度是不可以达到的.自然界最冷的地方不是冬季的南极,而是在布莫让星云.那里的温度为零下272摄氏度,是目前所知自然界中最寒冷的地方,成为“宇宙冰盒子”.事实上,布莫让星云的温度仅比绝对零度高1度多(零下273.15摄氏度).这个“热度”（因为实际上我们谈到的温度总是在绝对零度之上）是作为宇宙起源的大爆炸留存至今的热度,事实上,这是证明大爆炸理论最显著有效的证据之一.在实验室中人们可以做得更好,能进一步地接近于绝对零度,从上个世纪开始,人们就已经制成了能达到3K的制冷系统,并且在10多年前,在实验室里达到的最低温度已是绝对零度之上1／4度了,后来在1995年,科罗拉多大学和美国国家标准研究所的两位物理学家爱里克·科内尔和卡尔威曼成功地使一些铷原子达到了令人难以置信的温度,即达到了绝对零度之上的十亿分之二十度（2×10^-8 K）.他们利用激光束和“磁陷阱”系统使原子的运动变慢,我们由此可以看到,热度实际上就是物质的原子运动.非常低的温度是可以达不到的,而且还要以寻求“阻止”每一单个原子运动,就像打台球一样,要使一个球停住就要用另一个球去打它.弄明白这个道理,只要想一想下面这个事实就够了.在常温下,气体的原子以每小时1600公里的速度运动着,而在3K的温度下则是以每小时1米的速度运动着,而在20nK（2×10^-8 K）的情况下,原子运动的速度就慢得难以测量了.在20nK下还可以发现物质呈现的新状态,这在70年前就被爱因斯坦和印度物理学家玻色（1894～1974）预见了.事实上,在这样的非常温度下,物质呈现的既不是液体状态,也不是固体状态,更不是气体状态,而是聚集成唯一的“超原子”,它表现为一个单一的实体.