木星最大卫星含水量超过地球,或孕育生命

木星最大卫星含水量超过地球,或孕育生命
2021年04月13日 14:16 从来不存在晓晗

来自世界顶级学术期刊的最新报道《科学》《科学》:最近,西班牙光子学研究所(ICFO)在巴塞罗纳的一个研究小组产生了人类已知的宇宙中最稀有的液态3354浓缩钾微滴,比水还稀薄1亿倍!

我们知道普通物质,包括液体物质,都是原子和分子之间通过电磁力形成的物质形态,比如固体、液体、气体。

而西班牙这群物理学家实际上是操纵粒子达到最低能量状态,而不是依靠电磁力——形成宇宙中最稀有的液体。

这种超薄液体真的是液体,因为它具有液体的特性,只有少量的液体会相互接触形成液滴。

相反,气体和固体不是这样。我们知道,气体的体积总是充满整个容器,固体就更不用说了。

据计算,这种超级液体的密度比任何已知的液体都要小,甚至比水小1亿倍。

这群超级科学家是怎么做到的?

科学家们首先将由钾原子组成的气体冷却到非常接近绝对零度,零下273.15摄氏度。

在极端温度个下,这些钾原子会处于一种特殊的状态——,第五种物质状态,也就是除固体、液体、气体和等离子体状态之外的第五种状态。

因为最早是爱因斯坦和玻色在1924年预言的,科学界称之为玻色-爱因斯坦凝聚体。但是爱因斯坦本人对这个理论有些怀疑:

“当温度低到一定值时,原子会以吸引状态凝聚在一起。理论很有趣,但会是真的吗?」

直到1995年,科学家才真正在实验室创造出这种物质形式。

问题是,钾原子为什么要冻结成第五形态?

在最低温度下,传递基波力的玻色子会在最低能级上均匀分布,所有玻色子的运动状态都相同,从而完全重叠渗透在一起,也就是说每一个基本粒子都占据了整个能级。

科学家发现,在玻色-爱因斯坦凝聚体中,所有的钾原子都失去了个性质,只呈现出单一的具有相同波函数的量子态。

因为这是一个宏观的原子序数个,它们聚集在同一个量子态——上,这是一个宏观的量子现象。

也就是说,这些钾原子成为一个独立的量子整体。

你可以想象100,00个钾原子被积分,相当于一个的原子同时出现在100,000 x 7890 x 789上。这就变成:我就是一切,一切就是我!

好奇心和功利心,有气无力地问:这有什么用?

事实上,被称为第五物质形态的玻色-爱因斯坦凝聚体在科学技术中有着广泛的应用。

熟悉的激光其实是光子的玻色-爱因斯坦凝聚体;

著名的液氦超流现象也是玻色-爱因斯坦凝聚体引起的极其神奇的宏观量子效应。

这一次,西班牙科学家创造了——凝聚态钾,这是已知宇宙中最稀有的液体。它的体积是凝聚态氦的100多倍,但密度却比凝聚态氦薄1亿多倍。

因此,这将是人类在宏观尺度上观察和实验量子现象的最佳选择!

宏观量子态很科幻!但是顶尖科学家正在这么做。

我们比科幻小说更接近科学。

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