低温物理学

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低溫物理學，又稱低溫學，是物理學的分枝，研究物質在低溫状况下的物理性质的科學，有時也包括低溫下獲得的生成物和它的測量技術。而低溫物理學中的低溫定義為−150°C（−238°F，即123K）以下的溫度。

19世纪，英国著名物理学家法拉第在一次实验中偶然液化了氯气，他由此认为，一切气体在低温高压的情况下都是可以液化的。到了19世纪40年代，法拉第本人已经液化了当时已经发现的除氧气、氮气、氢气、一氧化碳、二氧化氮、甲烷六种气体之外的所有气体，制造出的最低温度达到了-110°C。法拉第之后，低温设备不断完善，逐级降温和定压气体膨胀的方法开始广泛应用，1898年英国物理学家杜瓦液化了氢气，标志着这六种气体全部被液化。1895年，英国化学家从矿石中分离出更加难以液化的氦气，直到1908年，荷兰莱顿大学的物理学家昂尼斯终于将其液化，并创造出了新的低温记录——-269°C(4K)。昂尼斯获得1913年的诺贝尔物理学奖。

1911年，昂尼斯发现液氦冷却的汞在4.2K以下电阻会突然降到接近于零，这就是超导现象。随后他又发现发现锡和铅也和汞一样具有超导性。超导具有广泛的应用前景，如果能找到室温下发生超导转变的材料，将大大减少电路中的损耗，提高材料使用寿命，降低发热量。物理学家不断寻找临界转变温度更高的超导材料，高温超导纪录不断被刷新。目前，高温超导已经成为凝聚态物理学中最热门的研究领域之一。

[编辑] 定義與差別

[编辑] 低溫物理學

低溫物理學是要學習如何製造低溫環境，並研究物質的狀態(如粒子的震動)。此外，為人所熟悉的溫度刻度華氏(°F)、攝氏(°C)也不會使用，只會使用絕對溫度(K)及Rankine(°R)。

[编辑] 低溫生物學

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低溫生物學是生物學的一門分枝，主要研究生物器官在低溫下的影響及狀態（低溫生物學上，常以低溫繁殖技術上獲得成就）。

[编辑] 人體冷藏學

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人體冷藏學是一項未成熟的科技，它的目的是要冷卻人體或動物，並希望在未來能使其復活。人體冷藏學與低溫生物學很不同，它並無一個實際，而成功的例子。而且很多人對它懷有懷疑的態度，並且有大部分是科學家及醫生。作為一種科技，人體冷藏學還須要應用各種不同的自然科學，如低温物理學、低溫生物學、流變學、醫學等。

[编辑] 字型變化

在英文中Cryogenics在字面上直接翻譯，有“the production of icy cold”，即“冰凍的產物”。畢竟，它這個名稱又是個解作“在低溫狀態”的類義字。可惜，這英文詞語還沒有定下何為低溫，沒有定下真正的低溫溫度。無法從中說出製冷至那個溫度，才是低溫物理學的開始溫度。
一群菲律賓全國科學與技術委員會（en:National Institute of Standards and Technology,NIST）的工作人員，關注到這一點，所以在美國科羅拉多州的博爾德選出，低溫物理學中的低溫溫度，都必須低於攝氏-180度,即93.15開爾文溫標（-180°C，93.15K），之後，這便成了被共認的區分線。這溫度是一般惰性氣體的沸點。

[编辑] 工業應用

液化氣體，如液化氮及液化氦，也會使用很多的低溫物理學的技術。

[编辑] 参考文献

• 《超流体 》/ (美)沈星揚著 (1982). - 北京: 科学出版社
• Mendelsohn, Kurt (1966). The Quest for Absolute Zero: The Meaning of Low Temperature Physics. New York: World University Library.