复兴网首页 收藏本站 见证中华民族伟大复兴
联系我们 手机版 微信 分享

扫码订阅

首页 > 复兴 > 首页幻灯 > 正文

全宇宙最稀的液体, 密度只有水的一亿分之一

2018-09-13 14:01:13 热度: 67331 作者:三一三科技

液体和气体是物质的两个不同阶段。气体很稀薄,可以被压缩,没有固定形状,能迅速充满整个容器;而液体是致密的,有些可以被压缩,有些不易被压缩,具有固定的体积,不能布满整个容器。气体物质的原子或分子之间可以自由运动,而液体物质是由分子间相互作用力结合在一起的微小振动粒子(如原子或分子)组成。由于这些性质,在通常情况下,气体的密度远远小于液体的密度,不过现在,西班牙光子科学研究所(ICFO)的科学家制成了一种特殊的液体,比空气的密度还低100万倍,只有水密度的一亿分之一。

这种液体是如何制成的呢?你应该想到肯定是和温度有关。是的,研究人员将钾原子气冷却到-273.15摄氏度,非常接近绝对零度的温度。这时候钾原子气就进入了玻色-爱因斯坦凝聚态,钾原子的行为就像波一样,遵循量子力学的原则,不过它们还是保留着气体的固有属性,可以自由地扩散膨胀。但当科学家们将两组这样的气体混合在一起时,奇迹发生了,它们粘合在一起形成了钾原子液滴。这些液滴和水相似,有自己的大小和形状,但密度只有水的一亿分之一!

但与通过分子间相互作用形成的液体不同,钾原子液滴是通过量子涨落维持其液态性质的。根据海森堡的不确定性原理,形成液滴的原子会在它们可能的位置和能级上蹦来蹦去,向其邻居施加压力,因而会导致量子压力。总和所有粒子的这种压力,科学家们发现它们相互吸引的次数比互相排斥的还多,这种吸引力就将它们结合在一起形成了液滴。