低温和超低温世界的奇妙 奇妙的超低温世界
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低温和超低温世界的奇妙奇妙的超低温世界
一提起“低温”,人们就会联想到“冷”。在中国,黑龙江省的漠河最冷,测得的最低气温为-℃,那里北风凛冽,滴水成冰。然而,这在自然界中是远远算不上严寒地带的。1967年,挪威科学家在南极点附近记录到的气温,是-℃。月球上背向太阳那一面的温度是-160℃,真是一个名副其实的“广寒宫”。但这些还都不能算冷。那么,最冷的地方在哪儿呢?
最冷的地方在科学家的实验室里。1895年,德国科学家林德最先完成了空气的液化,达到了-190℃。1980年,荷兰科学家翁纳斯最先将最难液化的氦气液化,获得了-269℃的低温。后来,将液态氦强烈抽气,又达到了-272℃。而目前最低的温度,是近年来使原子核去磁获得的。这个温度距绝对零度,即-℃,只差三千万分之一!
科学家煞费苦心地把温度降到这样低的目的何在呢?就是为了探索自然界的奥秘,让它造福于全人类。
许多物质在低温下会呈现出种种奇特的景象。例如,在-℃,空气竟变成了浅蓝色的液体,叫做液态空气。把梨在液态空气里浸过以后,它就变得像玻璃一样脆;而鸡蛋、石蜡在液态空气里,则会像萤火虫一样射出荧光。在-200℃~-100℃的温度下,汽油、煤油、水银、酒精都变成了硬邦邦的固体,二氧化碳则变成了雪白的结晶体;平时富有弹性的橡皮变得很脆,用锤子敲打
它,立即变为粉末;即使坚韧的钢铁,在低温下也能变成“豆腐”……科学家利用许多物质在低温下变脆这一特性,发明了一种低温粉碎新技术。譬如废钢铁回炼、废塑料重新压注、废橡胶的再生都需要粉碎,如在常温下粉碎,得费九牛二虎之力,但若让它们处于低温下就很容易粉碎了。
一些金属和化合物用液态氡或液态氢等作为冷却剂冷却至极低的温度时就会失去电阻,这就是超导性。具有超导性的物体被称为超导体。利用物质的超导性,我们可以制成许多妙不可言的装置:撤去电源仍永保磁性的强大磁铁;完全无摩擦的陀螺仪;看得见原子的电子显微镜等等。科学家还利用超导体的抗磁性,研制了磁悬浮列车,消除了车轮与车轨间的摩擦力,使其运行速度可达每小时500千米-800千米,在真空隧道中时速则可高达2250千米,比一般的飞机还快。利用超导体制成的“超导”强磁计是一种非常灵敏的磁探测装置,比现有仪器的精度能提高100倍-1000倍。把它装在海边可发现远距离的潜艇,而潜艇上的任何仪器却无法觉察。
在医学上,低温更具有奇特的妙用。降低病人体温后施行心脏外科等重大手术,既可减少流血,又能减轻病人痛苦。医生还在试验用低温来“冻死”癌细胞。更奇妙的是,在接近绝对零度时,生命可以永久保存。因此,美国已开始进行“冷冻”生命的实验。他们把因患绝症而行将死亡的病人进行冷冻,为了防止体液结冰时膨胀而使细胞破裂,以一种化学液体取代血液。当抽出
最后一滴血时,身体已被冷冻到-196℃,然后装进一个不锈钢的设备里,放进-200℃的控制室。科学家设想,等到将来医学技术能够医治这样的病症时,再把他们解冻,让他们重返人间。这项实验如果获得成功,那该有多么诱人的前景啊!
美国于1977年发射的“旅行者”探测器,估计要经过4万年才能到达和太阳系最接近的比邻星系。显然,只有在宇宙飞船起飞时就把人用超低温技术“冷冻”起来,到快接近目的地时再把温度迅速升高,使宇航员“复活”,才能执行征服遥远恒星的使命。这又是一个么大胆而迷人的设想!