中國科技網訊 據《自然》雜志網站1月3日報道，德國物理學家用鉀原子首次造出一種低于絕對零度的量子氣體。科學家稱這一成果為“實驗的絕技”，為將來造出負溫度物質、新型量子設備打開了大門，有助于揭開宇宙中的許多奧密。

18世紀中期，開爾文男爵威廉·湯姆森定義了絕對溫度，在此規定下沒有物質的溫度能低于絕對零度。氣體的絕對溫度與它所包含粒子的平均能量有關，溫度越高，平均能量越高，而絕對零度是氣體的所有粒子能量都為零的狀態，這是一種理想的理論狀態。到了上世紀50年代，物理學家在研究中遇到了更多反常的物質系統，發現這一理論并不完全正確。

慕尼黑路德維格·馬克西米利安大學物理學家烏爾里奇·施奈德解釋說，從技術上講，人們能從一條溫度曲線上讀出一系列溫度數，但這些數字表示的只是它所含的粒子處于某個能量狀態的概率。通常，大部分粒子的能態處于平均或接近平均水平，只有少數粒子在更高能態上下。理論上，如果這種位置倒轉，使多數粒子處于高能態而少數粒子在低能態，溫度曲線也會反過來，溫度將從正到負，低于絕對零度。2001年諾貝爾物理學獎獲得者沃爾夫岡·克特勒也曾證明，在磁場系統中存在負絕對溫度。

施奈德和同事用鉀原子超冷量子氣體實現了這種負絕對零度。他們用激光和磁場將單個原子保持晶格排列。在正溫度下，原子之間的斥力使晶格結構保持穩定。然后他們迅速改變磁場，使原子變成相互吸引而不是排斥。施奈德說：“這種突然的轉換，使原子還來不及反應，就從它們最穩定的狀態，也就是最低能態突然跳到可能達到的最高能態。就像你正在過山谷，突然發現已在山峰。”

在正溫度下，這種逆轉是不穩定的，原子會向內坍塌。他們也同時調整勢阱激光場，增強能量將原子穩定在原位。這樣一來，氣體就實現了從高于絕對零度到低于絕對零度的轉變，約在負十億分之幾開氏度。