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負の温度 ふのおんどnegative temperature

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

負の温度
ふのおんど
negative temperature

原子や分子の集りで,エネルギーの高い状態が低い状態より存在確率が大きいとき,この系は負の温度にあるという。ボルツマン統計ではエネルギー E の状態にある確率は exp [-E/kT] ( kボルツマン定数T は絶対温度) に比例するから,E の高いほうが確率が大きいということは,T が負であると解釈される。この状態は普通の条件では存在しないが,ポンピング呼ばれる操作によって,低いエネルギー状態から高いエネルギー状態に分子を励起することによって過渡的に実現される。メーザーレーザーはこの例である。

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