科技日報(bào)北京8月7日電 （記者聶翠蓉）物理學(xué)家已經(jīng)一次次打破量子氣體的低溫紀(jì)錄，但這些超低溫氣體熵值太高，無法觀察到微弱的量子信號?，F(xiàn)在，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分?？茖W(xué)家將銣原子的溫度降到比絕度零度高百萬分之一度，雖然比之前的最低溫稍高，但這一全新量子氣體具有最低的熵值，這意味著它內(nèi)部的“噪音”最低，可用來研究各種材料和多體物理中的微弱量子信號。

　　具有量子效應(yīng)的低溫氣體具有神奇的超流體行為，可沒有任何阻力地流動(dòng)，比如超流體氦能“爬”到杯沿并溢出杯子。當(dāng)?shù)蜏亓孔託怏w達(dá)到原子的最低激活能態(tài)時(shí)，氣體內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生轟隆隆的低沉聲音。

　　熵值表示系統(tǒng)的無序性或噪音，溫度最低的量子氣體，熵值不一定最低。論文作者、該校物理學(xué)教授丹·斯丹普-庫恩表示，量子氣體達(dá)到最低熵值后，人們就能區(qū)分出多體量子機(jī)械中的微弱聲音。

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，斯丹普-庫恩團(tuán)隊(duì)將百萬個(gè)銣原子捕獲并隔離進(jìn)真空裝置內(nèi)，而后冷卻到最低能態(tài)。由于熵值和溫度都太低，他們開發(fā)出一種全新的磁振子熱力計(jì)，將磁化的自旋原子傾斜，進(jìn)而測量出溫度等熱力學(xué)特性。

　　正是這一全新的磁振子熱力計(jì)幫他們獲得了熵值和溫度都非常低的全新量子氣體。他們利用常用蒸汽冷凝技術(shù)，將溫度較高的自旋原子冷卻，最終將溫度降到了1納開爾文（比絕對零度高百萬分之一度），熵值也同時(shí)比之前試驗(yàn)中獲得的量子氣體低了100倍。相關(guān)研究細(xì)節(jié)將在《自然·物理學(xué)》雜志上公布。

　　新研究使科學(xué)家們具備了操控超冷、低熵量子氣體的能力。這意味著，科學(xué)家不但能夠?qū)υS多量子系統(tǒng)展開研究，而且能在較高溫度下呈現(xiàn)超導(dǎo)性的實(shí)驗(yàn)性材料。

　　“當(dāng)代物理學(xué)的一大圣杯就是充分研究這些神奇材料，最終設(shè)計(jì)出不需冷卻即具超導(dǎo)性的超導(dǎo)體，”參與研究的該校研究生瑞安·奧爾夫說，“而相比溫度，熵值才是量子系統(tǒng)的重要參數(shù)?！?/p>