第118章 講座
」這就是玻色—愛因斯坦凝聚態。物質的第五種形態。」
「在此時，所有的粒子，都會表現出同樣的狀態，沒有你，沒有我，沒有樓宇，也沒有光熱。」
「構成這個世界的所有人和物，都會同化成一樣的狀態。」
「在這個狀態下，成千上萬個原子會表現得像一個超級原子。」
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「它們步調一致，行動統一，展現出許多匪夷所思的性質，比如超流性、相干性、非線性————」
林宇說著說著，發現台下已經沒人交頭接耳了，所有人都在盯著他，或者盯著黑板上的那些公式和圖示。
角落裡，一個戴著厚眼鏡的男生舉起手。
「林老師，我想問一下——」他頓了頓，好像有點緊張。
「這個BEC，到底有多冷？咱們實驗室能到那個溫度嗎？」
林宇點點頭，這個問題問到點子上了。
「問得好。BEC的臨界溫度，取決於原子密度和質量。」
「對於典型的實驗條件，比如銣原子氣體，密度在10的12次方到10的15次方每立方厘米，臨界溫度大概在100納開到幾個微開之間。」
他寫下一串數字：1微開=10的—6次方開。
「也就是說，比絕對零度高出百萬分之一度。」
台下響起一片倒吸冷氣的聲音。
有人舉手，是第二排的一個中年學者：「林同志，這個理論我知道。」
「不提能不能做到...」
「但問題是它真的存在嗎？」
這個問題問得很尖銳，也問出了很多人的心聲。
林宇沒有直接回答，而是笑了笑：「這位老師問得好。」
「BEC到底存不存在？我的答案是存在，而且必然存在。」
他走到講台側面，那裡放著一台投影儀，王院士特地讓人從化學所搬來的。
林宇打開開關，一張複雜的圖表出現在幕布上。
「這是宇宙微波背景輻射的能譜。」
林宇指著那張圖：「COBE衛星測出來的，完美符合黑體輻射曲線。大家知道背景輻射的溫度是多少嗎？
「」
台下有人回答：「2.725開爾文。」
「沒錯。」
林宇點點頭。「但如果把這個溫度換算成能量，再代入BEC的臨界溫度公式，會得到一個非常有意思的結果。」
他在黑板上寫下一行行推導，每一步都清晰可循。
當最終結果出來的時候，前排幾位老先生坐直了身子，只有先前就聽過了的王院士能保持冷靜。
「這個結果意味著什麼？」
林宇轉過身，目光炯炯：「意味著宇宙本身，必然存在著巨型的玻色—愛因斯坦凝聚態結構。不然這個巧合無法解釋。」
會場裡靜得能聽見暖氣管道里的水流聲。
林宇沒有停下來，他繼續往下講。
「怎麼在實驗室里實現BEC？需要的核心設備有三樣。」
他在黑板上列出清單，「雷射冷卻系統、磁光阱、超高真空腔。」
他詳細講解了每一部分的原理和參數。雷射怎麼把原子的速度減到幾乎為零，磁場怎麼把冷卻的原子囚禁起來，真空度要達到多少才能避免碰撞干擾。
這些都不涉密。
只要不說出關鍵元素就行「靠著雷射器碰撞率來維持熱平衡。只要把溫度降到170納開以下，就能看到凝聚的出現。」
有人忍不住問：「170納開？那是多少？」
林宇笑了笑：「比絕對零度高一千七百萬分之一度。」
「相當於如果把我們現在的室溫16攝氏度比作喜馬拉雅山峰頂，絕對零度比作赤道無風帶的平穩海面。170納開就是在海面上放上一張紙的厚度。」
會場裡響起一陣壓抑的驚呼。
「但是！」
林宇加重了語氣。
「更大的問題不是溫度，是密度。」
「BEC的形成需要同時滿足低溫和高密度兩個條件。」
「低溫讓粒子想凝聚，高密度讓它們有機會碰撞。」
「這兩個條件在常規環境下是矛盾的溫度越低，氣體越容易稀薄。」
他頓了頓，目光掃過全場。
「怎麼解決？蒸發冷卻。」
林宇在黑板上畫了個簡單的示意圖，一個勢阱，上面標著高能粒子的逃逸路徑。
「原理和喝茶一樣。茶杯里的熱水為什麼會涼？因為最快的水分子掙脫束縛跑掉了，帶走了能量。」
「剩下的分子平均能量降低，重新達到平衡，溫度就降下來了。」
這個類比太通俗了，連最後一排趴在窗台上的學生都聽懂了。
「在磁光阱里，我們可以用射頻場精確地把最熱的原子踢出去。」
「調對頻率，就能只趕走那些能量超過閾值的原子，而不影響冷的。」
「反覆操作，溫度就能一路往下走。」
可這時有學生舉手：「林老師，做BEC有什麼用？除了證明理論，它能幹嘛？」
林宇看著那個學生，二十出頭，和他一般大。
「用處？」
林宇笑了。
「原子鐘的精度可以再提一個數量級。現在的銫原子鐘，三百萬年差一秒。」
「用了BEC，可能三千萬年、三億年差一秒。衛星導航、深空探測、基礎物理研究，全都能用上。」
他頓了頓，接著說：「還有量子計算。BEC里的原子處於同一個量子態，天然就是量子比特的好載體。」
「真要做出實用的量子計算機，BEC這條路繞不開。」
「還有精密測量、還有量子模擬、還有...」
林宇攤開手，有些無奈的搖搖頭：「還有很多我們現在想不到的用處。七十年前愛因斯坦寫下那些方程的時候，也沒人想到它能通到宇宙背景輻射上去。」
那個學生愣了兩秒，然後用力點頭，開始瘋狂記筆記。
講座持續了三個多小時，中間只休息了十分鐘。
林宇把從絕對零度的定義講到BEC的實現路徑，從雷射冷卻的原理講到蒸發冷卻的細節，從理論推導講到實驗設計。
他講的每一句話，都有人刷刷刷地往本子上記。
最後，當窗外天正亮時，林宇才終於停下了粉筆。
黑板上已經寫滿了，從開爾文到玻色，從能級圖到相變溫度公式，密密麻麻像是某種神秘的天書。
「今天就到這兒吧。」
林宇拍了拍手上的粉筆灰：「再說下去，各位該餓了。」
會場裡響起一陣善意的笑聲。
但沒人動。
所有人都看著他，像是在等什麼。
林宇愣了一下，然後明白了。
他走到講台中央，對著台下鞠了一躬。
「謝謝各位。」
隨後掌聲響起，硬是響了三分鐘，經久不停息。