科学揭秘，接触到玻色-爱因斯坦凝聚物会死亡吧？通过计算说明

美国有一档节目叫《流言终结者》，节目中的人拿出了所有的东西来测试导演所能想到的任何有趣的理论。在这篇轻松愉快的文章中，我将带你了解这些科学知识。

电影《幽冥》中的情节

在这部2016年的科幻电影中，影片围绕一队士兵被一个看不见的敌人神秘杀害展开。幸存者们受到惊吓和创伤，说起了一个似乎忽隐忽现的敌人。即使在复杂的成像设备下也几乎看不到。

• 今天使用的夜视镜和热成像仪。

敌人穿墙而过，不受枪击影响，只要轻轻一碰就能杀人。

• 战争的幽灵

令人不寒而栗的是，这些实体似乎有一个人的形态。而迷信的土著称他们为 "战争的幽灵"，被困在生与死之间。

最终，团队中的科学家弄清了它们的物理性质，并推断出只有定向能量武器（等离子炮）才能打败它们。

什么是玻色-爱因斯坦凝聚物（BEC）？

我们大多数人可能都记得在中学时代，物理告诉我们，物质有三种状态，固态液态和气态。这实际上是不完整的。还有一些其他的状态存在。然而，最重要的是，它们出现在远离日常生活的极端物理条件下。

特别是当某些物质状态被冷却到非常接近绝对零度时，玻色-爱因斯坦凝聚物就会出现。

基本粒子

当我们想到粒子时，我们可能会想到原子。或者像我们在学校里学到的那样，原子的组成粒子，质子、中子和电子。

然而，事实证明，这些可以进一步细分为更多的基本粒子。

特别是，当玻色子被冷却到绝对零度时，就会出现玻色-爱因斯坦凝聚物。

波粒二象性、干涉、基态

• 粒子之间的相互干扰

量子力学的核心假设之一是波粒二象性。对于每一个粒子，它都表现出一个相应的波。在大多数情况下，这些粒子大多处于不同的能量水平，这是由麦克斯韦-波尔兹曼分布决定的。

因此，每个单独的粒子的波都以自己的独立频率振动。在大多数情况下，它是如此的微小，实际上是无法察觉的。

然而，当我们把玻色子冷却到离绝对零度越来越近时，基态就会被越来越多地占据。

而且，这些粒子越来越多地发现它们相应的波与彼此的频率和相位相似，而且它们相互干扰。我们不再有众多的小波，而是有一个巨大的波函数。

而且，我们有一个单一的整体实体，而不是一盘散沙的微小不相干的粒子。

玻色-爱因斯坦凝聚物会致命吗？

我们知道玻色-爱因斯坦凝聚物只在接近绝对零度时形成。有多接近？让我们来计算一下。

让我们来计算一下，假设我们是用氦气来形成我们的玻色-爱因斯坦凝聚物。

通过一个简单的编程，我们计算出凝聚物在3.126开尔文时形成，也就是大约-270摄氏度。

将氦气冷却到BEC温度需要多少能量？

我们知道，一个成年人的体重大约是70公斤，我们知道氦气的比热是5193 J/kg/k。

假设我们将原本处于室温30摄氏度的氦气冷却。

he = (273+30 - 3) * 5.193 * 70 * 1000

=1.0905299999999999e8，这大约是1.09 x 10⁸焦耳。

让一个人体温过低而致命需要多少能量？

医学文献指出，人类的正常体温约为37度，严重的低温症在28度左右就会发生。

因此，玻色-爱因斯坦凝聚物必须将人体迅速冷却9度以达到其致命效果。

人体大约70%是水，所以我们可以假设它有一个有意义的水的热容量。而成人的平均体重为70公斤。

而水的比热容是4184j/kg/K。

所以玻色-爱因斯坦凝聚物“包含”的能量大约是杀死一个人的能量的60倍。