負溫度是什麼意思

負溫度（Negative Temperature）是一個物理學上的概念，通常用來描述某些特殊的量子系統的狀態。在一般的意義上，溫度是衡量物體熱動能的標誌，它表示了物體內部粒子熱運動的活躍程度。溫度越高，粒子的運動越活躍。

在量子力學中，當一個系統的能級結構滿足特定的條件時，可能會出現一種狀態，這種狀態下的系統同時具有高能量和低熵（混亂度）。這種狀態與熱力學中的溫度概念相矛盾，因為根據熱力學溫度定義，高能量應該對應高溫度和高熵。

為了描述這種特殊的量子態，物理學家引入了負溫度的概念。在負溫度下，系統的行為與正溫度下截然不同。例如，一個在負溫度下的系統會從溫度較低的系統吸收熱量，同時降低自己的能量，這與熱力學第二定律的預測相反。

負溫度並不是指溫度本身是負數，而是指系統處於一種特殊的量子態，這種態在熱力學中沒有對應的意義。負溫度是一個理論概念，目前還沒有在實驗上直接創造出這種狀態，但它在量子力學和量子電動力學的研究中具有重要的理論價值。