- Shaun Johnstone博士(莫纳什大学)和Tapio Simula博士(斯威本科技大学)
关于绝对温标(以开尔文为单位)，我们学到的第一件事就是不可能让温度低于绝对零度。
但是最近FLEET研究对于乱流，研究人员正是在一个绝对温度为负的环境下工作。
研究人员研究了一个二维湍流系统，其能量聚集在高能、长寿命、大规模的漩涡中。
这是一种平衡状态，其中熵作为能量的函数而减少，这意味着它们的特征是负的绝对温度。
Lars Onsager在1949年关于2D湍流的开创性论文中描述了这种状态。
“虽然绝对零度(-273°C或0 K)，即物质中所有运动停止的温度，被认为是无法达到的，但实验测量到的温度实际上在绝对温标上是负的，”作者解释说Tapio Simula博士斯威本科技大学。
“通常，向系统中添加更多的能量会导致粒子的运动变得更加混乱和无序，从而提高它们的温度。但在某些情况下，当更多的能量加入时，系统可能会变得更有序，这样的系统就具有负的绝对温度。”
研究人员说，这是秘密肖恩·约翰斯通莫纳什大学(Monash University)的研究人员将温度视为系统熵的衡量标准，而不是通常的平均速度。
熵是无序的度量。“一个完全有序的系统没有熵，而一个完全无序或随机的系统有最高的熵，”Shaun说。
从数学上讲，当我们向系统添加能量时，如果粒子完全随机排列，系统的温度将接近无限大。
然而，如果在一个绑定系统中，你继续向这个随机配置的系统添加能量，它将重新开始有序，我们可以将这个系统描述为具有负的绝对温度。
当温度超过无穷大时，系统被称为无限负温度，它加热到负绝对零度，这是可能的最热状态。
虽然这看起来像是一个奇怪的顺序，但这只是我们通常对温度定义的数学怪癖。
诺曼·拉姆齐(Norman Ramsey)在20世纪50年代用负绝对温度来描述核自旋的热力学，他指出:“上述排序的明显人为只是常规温度函数任意选择的偶然结果。”他指出，如果我们的日常温度用- 1/T来描述，事情就更有意义了，当系统被加热时，最冷的温度可能在-∞，最热的温度可能在+∞。
阅读更多
- 混乱中的秩序:澳大利亚涡旋研究首次证明了几十年前的理论
- 二维量子流体中的巨型涡团(UQ /装备/舰队)
- 二维超流体中湍流大尺度流动的演化(莫纳什/舰队/ JQI)