负绝对温度英文解释翻译、负绝对温度的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 negative temperature

bear; tote; shoulder; suffer; minus; negative; owe; rely on; lose
【医】 Lift

【化】 absolute temperature
【医】 absolute temperature

负绝对温度（Negative Absolute Temperature）是热力学中一个违反直觉但物理真实的概念，指在特定量子系统中，温度值低于绝对零度（0 K）的状态。以下是详细解释：

热力学含义
在标准定义中，绝对温度恒为正（T > 0 K）。但在量子系统（如自旋系统、玻色-爱因斯坦凝聚体）中，当系统能量高于其最大熵状态时，熵随能量增加而减小，此时温度值表现为负值。数学上可表示为：

$$ frac{1}{T} = frac{partial S}{partial U} $$

当熵S随内能U增加而减小时，∂S/∂U < 0，导致T < 0 K。
能量分布反转
负温度系统的本质是粒子布居反转（Population Inversion）。例如在自旋系统中，高能级粒子数多于低能级粒子数，与正温度下的玻尔兹曼分布相反。这种状态具有比任何正温度系统更高的能量密度。

比无限热更“热”
负温度系统的热力学温度标度实际位于+∞ K至-0 K之间，其“热度”高于所有正温度。若将负温系统与正温系统热接触，热量将从负温系统流向正温系统。
量子系统的局限性
负温度仅存在于具有有限能级数的孤立量子系统（如核自旋系统、光晶格中的超冷原子）。宏观系统因能级无限，无法达到该状态。

实验证据
2013年，德国慕尼黑大学团队利用玻色-爱因斯坦凝聚体首次实现负绝对温度状态。他们将铷原子置于光晶格中，通过调节原子间相互作用力使系统进入高能态（参见《自然》期刊论文）。
技术应用
激光器是最典型的负温度应用案例：泵浦过程使电子发生布居反转，形成等效的负温度态，从而产生受激辐射。

权威参考来源：

热力学基础理论：Kittel, C., & Kroemer, H. (1980). Thermal Physics (2nd ed.). W.H. Freeman.
实验实现研究：Braun, S. et al. (2013). Negative Absolute Temperature for Motional Degrees of Freedom. Science, 339(6115), 52-55.
量子系统扩展讨论：Cambridge University Press. Statistical Mechanics of Quantum Systems.

负绝对温度是热力学中的一个特殊概念，其核心与常规温度定义存在显著差异，需从微观和宏观两个层面综合理解：

热力学视角：负绝对温度并非指比绝对零度更低的温度，而是出现在特定系统中的一种热力学状态。常规温度（正温度）描述系统能量随熵增加的规律，而负温度下能量随熵减少。
微观机制：在正温度系统中，粒子倾向于占据低能态；而负温度系统中，粒子分布呈现“反转”状态，即更多粒子聚集在高能态（如激光介质或特定磁性系统）。此时系统能量达到局部极大值，熵随能量增加而减少。

温度标度的连续性：常规开尔文温标从绝对零度（0 K）延伸到正无穷大，而负绝对温度位于温标的“正无穷大至负无穷大”区间，实际表现为比所有正温度更“热”的状态。例如，负温度系统会向正温度系统传递热量。
稳定性条件：负温度系统需要满足能量上限（如有限能级系统），且处于亚稳态。这类系统在自然界中存在于受控量子体系（如玻色-爱因斯坦凝聚态）或核自旋系统。

温度的热力学定义为： $$ T = left( frac{partial U}{partial S} right)_{V,N} $$ 在负温度区域，$frac{partial U}{partial S} < 0$，即能量增加时熵减少，与传统系统行为相反。

负绝对温度是有限能级系统在特定条件下表现出的极端热力学状态，其物理意义和实验实现拓展了对温度本质的理解。