據《自然》雜誌網站1月3日報道，德國物理學家（jiā）用鉀原子首次造出一種低於絕對零度的量子氣體。科學家（jiā）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，有助於揭開宇宙中的許多奧密。

      18世（shì）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於絕對零度。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（dù）是氣體的所有（yǒu）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（lǐ）學家在研究中遇到了更多反常的物質係統，發現這一理（lǐ）論並（bìng）不（bú）完（wán）全正確。

      慕尼黑路德維格?馬克西米利安大（dà）學物理學家烏爾裏奇?施奈德解釋說，從技術上講，人們能從一條溫度曲線上（shàng）讀出一係列溫度數，但這些數字表示的隻是它所（suǒ）含的粒子處於某個能量狀態的概率。通常，大部分粒（lì）子的能態處於平均或接近平均水平，隻有少（shǎo）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（zǐ）處於高能態而（ér）少（shǎo）數粒子在（zài）低能（néng）態，溫度曲線也會反過（guò）來，溫度將從正到負，低（dī）於絕對零度。2001年諾貝爾物理學獎獲得者沃爾夫岡?克特勒也曾證明，在磁場係統中存在負絕對（duì）溫度。

      施奈（nài）德（dé）和同（tóng）事用鉀原子超冷量子氣體實現了這種負絕對（duì）零度。他們用激光和磁場將單個原（yuán）子保持晶格排列。在正溫度下，原（yuán）子之間的斥力使晶格結（jié）構保持穩定。然後他們迅（xùn）速改（gǎi）變磁場，使原（yuán）子（zǐ）變成（chéng）相互吸引而不是排斥。施奈德說（shuō）：“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（guò）山穀，突然發現（xiàn）已在山峰。”

      在正溫度下，這種逆轉（zhuǎn）是不穩定的，原（yuán）子會向內坍塌。他們也同時調整勢阱激（jī）光場，增強（qiáng）能量將（jiāng）原子穩定在原位。這樣一來，氣體就實現了從高於絕對零度到低於絕對零度（dù）的轉變，約在負（fù）十億（yì）分之幾開氏度（dù）。

      克特勒現任美國麻省理工大學物理教授，他稱此最新成果為一項“實（shí）驗的絕技”。在實驗室裏，反常高能態在正溫度下是很難（nán）產生的，而在負絕對溫度下（xià）卻會變得穩定??“就像（xiàng）你能把一個金字塔（tǎ）倒過來穩（wěn）穩的放著，而（ér）不必擔心它（tā）會倒。”克特勒指出，該技術使人們能詳細研究這些反常高能（néng）態，“也可能成為創造新物質形式的一條途徑。”

      德國科（kē）隆大學理（lǐ）論物理學家阿（ā）希（xī）姆?羅施說，如果真能造出（chū）這些物質係統，它們會（huì）表（biǎo）現出奇特的行為。根據和他的同（tóng）事計算，正常情況（kuàng）下原子雲受重力影響會（huì）被向下拉，如果一部分（fèn）雲處於負絕對溫度（dù），某些原（yuán）子就會向上運動，明顯違背重力作用。

      負（fù）絕（jué）對溫度氣體還能模擬“暗能量”。暗能量是推動宇宙（zhòu）加速膨脹、抵抗萬有引力內（nèi）向拉力的力量。施奈德（dé）指出（chū），在他們生成的氣體中，相互吸引的原子也有向內坍塌趨勢，但負（fù）絕對溫度卻能（néng）遏製（zhì）它們向內運動（dòng）而保持穩定。這種宇宙中普遍存在的奇特現象（xiàng）如今也（yě）能（néng）在實驗室看到，值得宇宙學家進一步研究。