无极残篇之七十七 绝对零度与物质形态

原著:无极道人

生死轮回一场梦,

迷悟只在一念间。

俊鸟出笼游太虚,

大道无极任逍遥。

根据前面讲解我们知道,物体的温度是因为物体内部基本粒子的剧烈运动产生的,温度越高,内部粒子运动越剧烈,辐射的电磁波也就越多,所以说具有温度的物体就具有热辐射。那么在绝对零度的环境下物体不产生热辐射,说明物体内部的电子没有发生运动,电子处于静止状态就不会发出电磁波,物体在这种情况下就可以产生超导现象,所以超低温环境是超导现象的必要非充分条件,超导现象的本质原理就是,作为能量的电磁波在低温环境下没有转化为物体内部电子的运动,而是以特定波长的电磁波储存于物体的内部空间,而电磁波的波长与物体内部基本微粒之间的间隙大小有关。

我们知道,物质的存在形式一般可以分为固态、液态、气态和等离子态四种,以水为例,云雾是气态,水是液态,冰是固态,在常温下,不同形态表现出不同的物理特性。而等离子态是物质原子内的电子脱离原子核的吸引,形成带负电的自由电子和带正电的离子共存的状态,电子和离子所带电荷相反但数量相等,整体呈现出中性不带电,这种状态称作等离子态。比如恒星和闪电属于高温等离子体,日光灯和火焰属于低温等离子体。

根据前面内容我们知道,微观领域的阳就是无形的波,属于能量;阴就是有形的粒子,属于物质,所以微观领域的阴阳交融就是能量与物质之间的转化过程,但是在绝对零度的超低温环境下,微观领域的能量与物质不发生转化,所以不同物质形态的物理特性就会发生相应的改变(如图所示)。

液体的超流现象

前面我们讲解了固体在绝对零度的超低温环境下,内部基本粒子处于静止状态,可以使物体产生超导现象与超强磁场,其原理我们前面已经分析讲解过,那么液体在绝对零度的超低温环境下,则可以产生超流现象,例如液态氮在2.17K以下时,粘性消失,流动没有任何阻力,遇到障碍会平滑地绕过去,不会产生任何波纹和漩涡,表现出零摩擦和零粘性这两个特性。超流现象的另一特点是极好的热传导能力,导热系数为室温下铜的800倍。

气体的凝聚态

我们知道,常温下的气体原子行为就象台球一样,原子之间以及与器壁之间互相碰撞,其相互作用遵从经典力学定律,而低温的原子运动,其相互作用则遵从量子力学定律。当温度足够低,原子的运动速度足够慢时,它们将集聚到能量最低的同一量子态。因为玻色子具有整体特性,在低温时全部原子都聚集到能量最低的量子态(基态),形成一个宏观的量子状态,此时,所有的原子就象一个原子一样,具有完全相同的物理性质,呈现出气态的超流性的物质状态,被称为玻色-爱因斯坦凝聚

光在玻色-爱因斯坦凝聚态内的速度会骤降,甚至可以降到数米每秒,所以可以用玻色-爱因斯坦凝聚态来储存光,而被储存的光则可以在凝聚态分解时释放出来。因为入射的光被储存而不会逃离,所以玻色-爱因斯坦凝聚还可以作为黑洞模型。

费米子凝聚态与玻色-爱因斯坦凝聚态都是物质在量子状态下的形态。我们知道,自旋量子数为整数的粒子为玻色子,而自旋量子数为半整数的粒子为费米子,因此费米子不具备整体性,所以不能占据同一量子态,或者是波色子在等离子状态下,原子核和电子相互分离形成自由离子与自由电子,同性粒子之间互相排斥,离子与电子不能占据同一量子态。也就是说,在费米子凝聚态中,作为能量的波虽然没有转化为基本粒子的运动,但是却不能平均分布在每个基本粒子的周围,基本粒子表现出各自不同的物理性质,所以处于费米子凝聚态的物质不是超导体。

总结以上内容,在绝对零度的超低温环境下,固体可以产生超导现象和超强磁场,液体可以产生超流现象与超强热传导性,气体可以产生玻色-爱因斯坦凝聚降低光速和储存光能,等离子体可以产生费米子凝聚不产生超导现象,所有这些现象的本质原理,就是在绝对零度的超低温环境下,微观领域的能量与物质不发生转化,能量以各种波的形式存在,物质以各种基本粒子的形式存在,两者之间不发生共振,不进行能量传递。

明白了这些现象的原理,就可以更好的指导我们进行下一步研究,比如,玻色-爱因斯坦凝聚非常不稳定,与外界极其微小的相互作用足以使它们加热到超出临界温度,分解为单一原子的状态。那么我们要在常温下模拟玻色—爱因斯坦凝聚态的储光能力,就可以使用反射特定波长的镜面,将光波控制在一定的范围不发生逃逸,这样就相当于控制并储存了光的能量。

以上内容可能与目前科学研究的结果不一致,但是如此解释更加便于理解。用道家思想来分析这个世界,可以把科学上零散的不相干的内容相互结合起来,使我们有个整体上的认知,还可以为我们提供不同的思路,来进行下一步的研究。

无极道人乘鹤去,

空留残篇八十一。

谁能解得其中意?

不枉人间走一回!

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