負絕對溫度英文解釋翻譯、負絕對溫度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 negative temperature

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

【化】 absolute temperature
【醫】 absolute temperature

負絕對溫度（Negative Absolute Temperature）是熱力學中一個違反直覺但物理真實的概念，指在特定量子系統中，溫度值低于絕對零度（0 K）的狀态。以下是詳細解釋：

熱力學含義
在标準定義中，絕對溫度恒為正（T > 0 K）。但在量子系統（如自旋系統、玻色-愛因斯坦凝聚體）中，當系統能量高于其最大熵狀态時，熵隨能量增加而減小，此時溫度值表現為負值。數學上可表示為：

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

當熵S隨内能U增加而減小時，∂S/∂U < 0，導緻T < 0 K。
能量分布反轉
負溫度系統的本質是粒子布居反轉（Population Inversion）。例如在自旋系統中，高能級粒子數多于低能級粒子數，與正溫度下的玻爾茲曼分布相反。這種狀态具有比任何正溫度系統更高的能量密度。

比無限熱更“熱”
負溫度系統的熱力學溫度标度實際位于+∞ K至-0 K之間，其“熱度”高于所有正溫度。若将負溫系統與正溫系統熱接觸，熱量将從負溫系統流向正溫系統。
量子系統的局限性
負溫度僅存在于具有有限能級數的孤立量子系統（如核自旋系統、光晶格中的超冷原子）。宏觀系統因能級無限，無法達到該狀态。

實驗證據
2013年，德國慕尼黑大學團隊利用玻色-愛因斯坦凝聚體首次實現負絕對溫度狀态。他們将铷原子置于光晶格中，通過調節原子間相互作用力使系統進入高能态（參見《自然》期刊論文）。
技術應用
激光器是最典型的負溫度應用案例：泵浦過程使電子發生布居反轉，形成等效的負溫度态，從而産生受激輻射。

權威參考來源：

熱力學基礎理論：Kittel, C., & Kroemer, H. (1980). Thermal Physics (2nd ed.). W.H. Freeman.
實驗實現研究：Braun, S. et al. (2013). Negative Absolute Temperature for Motional Degrees of Freedom. Science, 339(6115), 52-55.
量子系統擴展讨論：Cambridge University Press. Statistical Mechanics of Quantum Systems.

負絕對溫度是熱力學中的一個特殊概念，其核心與常規溫度定義存在顯著差異，需從微觀和宏觀兩個層面綜合理解：

熱力學視角：負絕對溫度并非指比絕對零度更低的溫度，而是出現在特定系統中的一種熱力學狀态。常規溫度（正溫度）描述系統能量隨熵增加的規律，而負溫度下能量隨熵減少。
微觀機制：在正溫度系統中，粒子傾向于占據低能态；而負溫度系統中，粒子分布呈現“反轉”狀态，即更多粒子聚集在高能态（如激光介質或特定磁性系統）。此時系統能量達到局部極大值，熵隨能量增加而減少。

溫度标度的連續性：常規開爾文溫标從絕對零度（0 K）延伸到正無窮大，而負絕對溫度位于溫标的“正無窮大至負無窮大”區間，實際表現為比所有正溫度更“熱”的狀态。例如，負溫度系統會向正溫度系統傳遞熱量。
穩定性條件：負溫度系統需要滿足能量上限（如有限能級系統），且處于亞穩态。這類系統在自然界中存在于受控量子體系（如玻色-愛因斯坦凝聚态）或核自旋系統。

溫度的熱力學定義為： $$ T = left( frac{partial U}{partial S} right)_{V,N} $$ 在負溫度區域，$frac{partial U}{partial S} < 0$，即能量增加時熵減少，與傳統系統行為相反。

負絕對溫度是有限能級系統在特定條件下表現出的極端熱力學狀态，其物理意義和實驗實現拓展了對溫度本質的理解。