绝对零度（英文：absolute zero）就是热力学温标定义的零点（0 K，相当于 摄氏度 273.15 ℃或华氏温标-459.67°F），代表的是自然界中任意一个系统在平衡条件下可以趋近的最冷状态。绝对零度是热力学理论中温度的下限值，实际上永远也不会达到的。绝对零度是根据 理想气体 所遵循的规律，即 理想气体状态方程 （PV=nRT），用外推的方法得到的。当温度降低到-273.15℃时，气体的体积或 压强 将减小到零。 在此温度下，物质分子没有动能，但仍然存在 势能 ，此时内能为最小值。 热力学定律表明，仅使用热力学手段不能达到绝对零度，因为被冷却物质的温度渐近地接近冷却剂的温度。 即使是一个处于绝对零度的系统，如果它能以某种方式实现，仍然会拥有量子力学 零点能量 ，即绝对零度时基态的能量；基态的动能不能被去除。
1954年第十届国际计量大会规定了热力学温标的定义，热力学温度的单位 开尔文 （K）现在是国际单位制中七个基本单位之一。 2018年11月16日，国际计量大会通过决议，1开尔文定义为对应玻尔兹曼常数为1.38060649×10 -23 J·K-1的热力学温度，新的标准定义于2019年5月20日起正式生效。
人们通过气体液化、离子去磁、核去磁等方法，逐步逼近绝对零度。超低温状态下的物体呈现超导、 超流 等量子效应。其应用范围包括超导领域、医学领域、食品领域等。
历史
提出
17世纪被称为“化学之父”的英国物理学家、化学家 罗伯特·波义耳 （Robert Boyle）是最早讨论绝对最低温度的可能性的人之一，他在1665年发表的《触及寒冷的新实验和观察》（New Experiments and Observations touching Cold）中阐述了关于"最低温度"的设想。1702年，法国物理学家纪尧姆-阿蒙顿（Guillaume Amontons）提到了“绝对零度”的概念。他发现气压正比于温度差的规律，并设想在某个温度下空气的压力将等于零。他计算出这个温度为 摄氏度 温标的-239℃，并改进了 伽利略·伽利莱 （Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei）的空气温度计。1779年，约翰-海因里希-兰伯特（Johann Heinrich Lambert）重复了阿蒙顿的实验，计算出该数值为-270 °C，更接近-273.15 °C。然而，在这一时期，绝对零度的这一数值并没有被普遍接受。1787年，法国物理学家让·查理（Jacques Alexandre Cesar Charles）发现，温度每降低1度，气体的体积就减少1/273。这个关系式叫做“ 查理定律 ”。查理据此推测，如果温度降到零下的某个范围内，即大约-273 °C，气体将消失，由于气体的体积不能为 负数 ，因此他认为-273 °C即为绝对零度。1802年，法国化学家 约瑟夫·路易·盖-吕萨克 （Joseph Louis Gay -Lussac） 在进一步研究气体性质的过程中提出了盖·吕萨克定律，根据查理定律和盖·吕萨克定律可以推算出绝对零度。至此绝对零度的思想才得到物理学界的普遍承认。 19世纪末期，英国物理学家 开尔文 （Lord Kelvin，即 威廉·汤姆森 William Thomson）指出，温度下降1 ℃时，分子内能下降了1/273，在最低温度时分子能量降为零。开尔文将-273 ℃定作开氏温标的零度（0 K），开氏温标又称热力学温标，热力学温度与 摄氏度 间的关系为T=t+273.15。根据精确的测量，0 K应是-273.15℃。又称这一温度为绝对零度。
为了完全确定温标，1954年第十届国际计量大会规定选择纯水的三相点作为标准温度点，并严格定义它的温度为273.16 K，还定义水的三相点温度的1/273.16为“1 K”。热力学温度的单位 开尔文 （K）现在是 国际单位制 中七个基本单位之一。在1968年以后的国际计量局的正式文件中，就不再继续使用“热力学温标”这个术语了。
2018年11月16日，国际计量大会通过决议，1开尔文定义为对应玻尔兹曼常数为1.38060649×10 -23 J·K-1的热力学温度，新的标准定义于2019年5月20日起正式生效。
对绝对零度的探索
人类真正向低温进军是从气体的 液化 开始的。十八世纪末，科学家马伦在用氨气检验 玻意耳 一 埃德姆·马略特 定律时发现，当压力大于7个 大气压 时，即使不再增加压力，氨气的体积仍继续减小，原来此时氨气开始液化了。后来人们用加压法液化了不少气体。1823年， 英国 科学家戴维及 迈克尔·法拉第 在加热分解密封 玻璃管 中的 氯化物 时，发现试管冷端出现液化了的氨。由此可知。压力和温度都会影响液化。据此认识，人们又将许多 气体液化 成功，但氧、氮、氢等仍无法液化，故科学界一度以为它们是不可能液化的“永久气体”。
1852年， 焦耳 和威廉· 汤姆孙 在研究气体的 内能 和体积变化的关系时，发现了“ 焦耳- 汤姆孙效应”，即充分预冷的高压气体，通过多孔塞在低压空间绝热膨胀后温度会降低，这为获得低温提供了一个新途径。
1875至1880年， 德国 工程师 林德 （K.Linde）根据焦耳-汤姆孙效应，采用“循环对流冷却法”制成了气体压缩式 致冷机 ，发展了 气体液化 技术，导致氧、氢液化的成功1877年盖勒特（Gailletet）在巴黎液化了氮和氧，1898年 杜瓦 在伦敦液化了氢，1902年法国工程师乔治· 克洛德 （Georges Claude） 液化 了空气。
如将液化气体慢慢降压，蒸发时蒸气吸热逸散，余下的液体温度下降，从而获得低温。1835年用此法获得了-110 ℃（163 K）的低温。
1863年 英国 化学家安德罗斯（Andrews）发现了“临界温度”（在这温度以上，压力无论怎样加大，气体不可能 液化 ），1869年，他又指出，所谓“永久气体”只不过是临界温度很低的气体，只要找到能获得更低温度的方法，它们也是可以被液化的，这就为“永久气体”的液化指明了正确的方向。
1872年 范德·瓦耳斯 （Johannes Diderik van der Waals）用 分子运动论 建立了物态 方程 ，只要对某种气体测出几条等温曲线，便可由方程求出该 气体液化 的临界温度。1877年皮克特用级联法（一种采用临界温度不同的气体逐级蒸发冷却而获得较低温度的技术），在-140 ℃（133 K）和500个 大气压 下使氧 液化 ，几乎在同时，凯泰不仅液化了 氧气 ，还液化了氮（90 K）和 一氧化碳 （78 K）。
氢气 的临界温度又要低得多，无法用级联法液化。到了1898年英国人 詹姆斯·杜瓦 （Sir James Dewa）用多孔塞膨胀法才在33 K低温下将氢液化。次年他又使氢 固化 成功，实验中他实际达到了14 K的低温。1895年在大气中发现了氦，氦是最轻的惰性气体，极难液化，甚至在杜瓦获得的固化氢的温度下不论加多大的 压强 仍是气体。
1908年7月9日， 荷兰 物理学家 海克·昂内斯 （H.K.Onnes.1853—1926）在 莱顿大学 他所建立的低温实验室里实现了1.15 K的低温，将发现不久的氦 液化 了，从而消除了最后一种“永久气体”。 实验中温度已低达4.2 K，后来翁纳斯（Heike Kamerlingh Onnes）又获得0.7 K的低温。
叩开1 K的大门后，翁纳斯采用了更大的抽气机，去降低液态氦的蒸气压，企图达到更低的温度，但直至他临终仍无长足进步。 温度降到1 K的过程中，科学家们发现了许多异常现象，比如：液态氢蒸发时所需的热量异常的低；在 液氦 温度下有 超导 电现象等等，这些现象用 经典物理学 无法解释。人们要想方设法降低温度，探索低温世界中的物理现象。1926年德拜与吉奥克提出一种磁冷却法。 1933年， 美国 化学家吉威廉·弗朗西斯·吉奥克（William Francis Giauque）使用绝热去磁制冷方法，使得温度降至0.25 K，后来逼近至0.00002 K。
1936年两位 苏联 物理学家苏布科夫（Shubikov）及拉扎雷夫（Laxarev）发现核 自旋 也会产生顺磁盐，直至1956年， 牛津大学 弗兰西斯·西蒙爵士与柯蒂及合作者，才用 原子核 绝热去磁法获得0.000016 K的低温（存在仅1分钟）。 1965年，根据 英国 物理学家海因茨·伦敦（Heinz London ）提出了一种稀释制冷原理，获得了一百五十万分之一 K 的最低温度。 1979年 芬兰 科学家罗纳斯玛（o.V.Lounasmaa）采用两级原子核去磁法，核自旋温度降到5×10 -8 K。 1995年达到2×10 -9 K（五亿分之一度）。
相关概念和定理
温度
温度是表示物体冷热程度的 物理量 ， 微观 上来讲是衡量物体分子（ 原子 ）热运动剧烈程度的物理量。当我们感到一个物体比较热的时候，就意味着它的分子（原子）在快速运动；当我们感到一个物体比较冷的时候，则意味着其内部的分子（原子）运动速度较慢。我们的身体是通过热或冷来感觉这种运动的，而物理学家则是通过绝对温标来描述和量化温度的。
与相关温标的换算
摄氏度 是 瑞典 天文学家A·摄尔西乌斯于1742年制定的，也叫百分温标，以水的凝固点为0 ℃ 沸点 为100 ℃的温标，用℃表示，世界上采用米制的单位都用它；科学工作中普遍采用。
华氏温标是 德国 物理学家D·华论海特在18世纪制定的。他规定冰和盐的等量 混合物 的温度为0 °F，人体正常温度为96 °F（后来调整为98.6 °F），用°F表示。这样，水的凝固点则为32 °F， 沸点 为212 °F，两点的间隔为180 °F。在一些 英语 国家中通用华氏温标。
绝对温标是 英国 物理学家T.W. 开尔文 制定的，即以理论上的绝对零度定为 零点 的温标，用K表示。定义水的液态，固态与气态三种形式同时存在的温度与绝对零度之间的间隔为273.15 K。
列氏温标为博物学家R. 列奥米尔 于1730年制定的。规定水的凝固点为0 °R，标准 大气压 下 沸点 为80 °R，用°R表示，曾一度流行，到1970年后实际上已废弃。
热力学温度= 摄氏度 ＋273.15
热力学温度=（华氏温度-32）×5/9＋273.15
热力学第三定律
1906年~1913年， 德国 科学家能斯脱从事低温 化学 的反应的研究，并总结出一个新定理，叫做能斯脱定理，后来又被称作热力学第三定律：当温度趋于绝对零度时，体系的熵[shāng]趋向于一个固定的数值，而与其他性质如 压强 等无关。其公式可写成：
Delta
还有另一种常用的表达方法是：绝对零度不可能达到，不可能用有限个手续使物体冷却到绝对零度。
根据能斯脱定理， 马克斯·普朗克 引进了绝对熵的概念，既然在0 K时，系统的熵S是一个与状态无关的绝对 常数 ，在绝对零度时，理想 晶体 的熵为零。那么便可将0 K下的熵作为熵的计算起点。令S 0 =0，则
应用绝对熵的概念，可以将 化学平衡 常数的表达式简化。
吉布斯自由能（G）、焓（H）和熵（S）的变化之间的关系
决定 自发过程 能否发生既有能量因素，又有熵因素，涉及两个变量△H和△S。为了研究方便， 热力学 中提出一个新的状态函数自由能（free energy ），由 美国 物理学家 吉布斯 （Gibbs J. W.，1893—1903）提出，也叫吉布斯自由能。自由能用符号G表示，G=H - TS，式中，H、T和S都是系统的状态函数，所以他们的组合C也是状态函数，其单位是J或kJ。绝对零度时，G=H。
对于一个等温 等压过程 ，设始态的 约西亚·吉布斯 自由能为G1，终态的吉布斯自由能为G2，则该过程的吉布斯自由能变化为△G，则
2-S
H-T
此式称为吉布斯- 亥姆霍兹方程 。
查尔斯定律
法国 科学家雅克·查尔斯（1746~1823）用气体做实验并导出了查尔斯定律，该定律宣称只要压力保持不变，所有的气体都以相同的 速率 随温度的变化而膨胀或收缩。该定律也称为盖鲁萨克定律。查尔斯定律可以用数学方式表达为： 式中，T1是原始温度； V1 是原始体积；T 2 是新的温度；V 2 是新的体积。
费米气体
有许多物理体系可以近似地看成是大量 自旋 s=1/2的 全同粒子 被局限在一定空间内做自由运动.如果空间体积足够大，则体系的性质同空间的形状无关，我们可以把空间取为边长为L的 立方体 当粒子的数目非常大时，这样的体系称作 费米气体 。
随着标准化温度NkT/E0从高于1的值变为低于1的值，理想费米气体从经典状态转变为量子状态。低温、高粒子密度和小粒子质量都倾向于将理想费米气体置于量子状态。
在极端量子极限NkT/E 0 <<1条件下，理想 费米气体 的 基态 压强 p 0 为
该压强p 0 通常被称为简并压强。在此处，形容词“简并”只是意味着“相对较高的占有率”或“在量子极限内”。“ 基态 压强 ”这个短语更能说明问题。在T→0极限下，基态能量E 0 不为零，基态压力p 0 不为0，但是热容为0，这些是理想 费米气体 最突出的量子特征。
绝对零度下，理想 费米 气体的费米能量、费米 动量 、费米速度和费米压强在绝对零度下均不为零，只有熵为零；而理想 玻色 气体，即玻色凝聚体的能量、动量、速度、压强和熵在绝对零度下为零。
热德布罗意波长
有关物质接近绝对零度时的行为，可初步观察热德布罗意波长（Thermal de Broglie wavelength）。定义如下：
式中h为普朗克常数、m为粒子的质量、k为玻尔兹曼常量、T为 开尔文 。可见热德布罗意波长与绝对温度的平方根成反比。因此当接近绝对零度的时候，粒子物质波的波长很长。粒子与粒子之间的物质波有很大的重叠，因此量子力学的效应就会变得很明显。著名的现象之一就是玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC），玻色-爱因斯坦凝聚在1995年首次被实验证实，这是在接近绝对零度的温度下出现的一种新的物质状态，是极低温下观察到的一种量子相变现象，当时温度降至170 nK。
宇宙温度的绝对零度
我们可以这样认为， 宇宙 中的确存在绝对零度，当普朗克力子处于相对静止状态（每秒运行6.67×10 -34 m），并且宇宙处于最大尺度（宇宙的体积1.66×10 320 m 3 ），宇宙的温度处于绝对零度，所以宇宙绝对零度由下列公式计算：
代入数值得：
难以达到的绝对零度
一种经典的近似的热学理论这样解释：物体内分子无规则运动的平均能量与温度成正比；如果温度达到0 K，物体内能降低至零，分子的无规则运动将会停止；而物体内每个分子都静止不动又是不可能的，所以物体温度就不能达到0 K。
但是，随着实践的进展，经典热学理论已显示出它的局限性，近代物理的量子理论对上述解释又作了修正，它指出，即使温度达到了0 K，分子运动也不会停止，而是每个分子都可以具有一个最小能量——“ 零点能量 ”。分子可能具有的能量值不是连续的，只能取一些间断的、大小不同的能量值（量子）。由于多种因素的影响，使物体每个分子都无例外地处于能量最小状态的可能性是极小的，以至于实际上不能达到，因此，从实际考虑，物体的温度不可能达到0 K。
真空零点能
在绝对零度下，任何能量都应消失。可就是在绝对零度下，依然有一种能量存在，这就是真空零点能。
真空零点能，因在绝对零度下发现粒子的振动而得名。这是量子真空中所蕴藏着的巨大本底能量。海森堡 不确定性原理 指出：不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和 动量 。因此，当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动；否则，如果粒子完全停下来，那它的动量和位置就可以同时精确地测知，而这是违反测不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动（ 零点 振动）所具有的处于绝对零度的 宇宙 边缘处能量就是 零点能量 。
量子真空是没有任何实物粒子的物质状态，其场的总能量处于最低，这是一切物质运动及能量场的最初始状态，它的温度自然处于绝对零度。这样的状态具有无限变化的潜在能力。零点能就是由（量子真空中） 虚粒子 ，不断产生的一对 反粒子 的出现和 湮灭 产生的。据推测，量子真空中，每立方厘米包含的能量密度有1013 焦耳 。
从理论上看， 真空能量 以粒子的形态出现，并不断以微小的规模形成和消失。真空中充满着几乎各种波长的粒子，但卡西米尔认为，如果使两个 不带电 的金属薄盘紧紧靠在一起，较长的波长就会被排除出去。接着，金属盘外的其他波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力，金属盘越靠近，两者之间的吸引力就越强。1996年，物理学家首次对这种所谓的 卡西米尔效应 进行了测定。这是证明真空 零点能量 存在的确凿证据。
负温度
长期以来，人们一直认为 绝对温度 只能是 正数 。但在1951年，珀色耳（Parcell）和庞德（Pound）在LiF 晶体 上发现核 自旋 体系可处在绝对温度为负的态上1956年 威廉·拉姆齐 （Lamsay）利用量子统计给出了理论说明。
根据 热力学 基本 方程 ，绝对温标 T 与熵 S 和 内能 E 的增量存在如下关系：
从该关系可以看到，如果系统熵和能量同向变化，则 ，反之则 。一般情况下，内能增加，系统的总是增大的，系统总是处于正温度。但在一定条件下，某些系统可以达到真正的 负温度 ；也就是说，其热力学温度可以是一个 负数 。
2013年1月3日， 德国 物理学家宣布，他们使用钾原子超冷量子气体实现了这种负绝对零度，通过迅速改变钾原子晶格结构所处的 磁场 ，将系统从最稳定的状态突然转变为最高能态，在这种情况下，系统的熵与能量是反向变化的。
然而，一个具有负 绝对温度 的系统并不比绝对零度更冷。相反，一个具有负温度的系统比任何具有正温度的系统更热，因为如果一个负温度系统和一个正温度系统接触，热量将从负温度系统流向正温度系统。从冷热角度考虑，按照由冷至热的顺序，可以对正温度和 负温度 从左至右进行排列，可以看到，绝对零度仍然是“最冷”的。在负温度下，系统的状态变化仍然遵从 热力学 基本定律。
最新研究进展
据《自然》杂志网站报道，2013年1月，德国 慕尼黑大学 的物理学家乌尔里希-施耐德（Ulrich Schneider）使用一种超冷却的量子态气体实现了低于绝对零度的创举。借助激光和 磁场 ，这些气体物质从刚刚高过绝对零度的状态瞬间转变至低于绝对零度数十亿分之一度的水平上。
施奈德和同事用钾原子超冷量子气体实现了这种负绝对零度。他们用激光和磁场将单个原子保持晶格排列。在正温度下，原子之间的斥力使晶格结构保持稳定。然后他们迅速改变磁场，使原子变成相互吸引而不是排斥。这种突然的转换，使原子还来不及反应，就从它们最稳定的状态，也就是最低能态突然跳到可能达到的最高能态。就像你正在过山谷，突然发现已在山峰。 在正温度下，这种逆转是不稳定的，原子会向内 坍[tān] 塌。他们也同时调整 势阱 激光场，增强能量将原子稳定在原位。这样一来，气体就实现了从高于绝对零度到低于绝对零度的转变，约在负10亿分之几 开尔文 。
意大利国家核物理研究院（INFN）10月22日宣布，其所属格兰萨索粒子物理国家实验室（Laboratori Nazionali del Gran Sasso）科学家们将一个体积为1立方米的铜容器冷却到6毫开，并持续了15天，将如此大块物质整体冷冻到如此接近‘绝对零度’，是前所未有的。
2015年6月， 麻省理工学院 的实验物理学家将钾钠气体中的分子冷却到500纳克尔文的温度，通过冷却这些分子，有望展现出一种奇异的物质状态。
德国 的科学家们2021年8月30日在《 物理评论快报 》上报告说，他们通过对 铷[rú] 原子 萨特延德拉·玻色 阿尔伯特·爱因斯坦 凝聚物的 物质波 透镜 创造的，将磁化气体从393英尺（120米）的高塔上落下，达到了38万亿分之一 开尔文 ，并停留了大约2秒，创造了"绝对负记录"。此前的记录是3600万分之一开尔文，是由 科罗拉多州 博尔德 的美国国家标准与技术研究所（NIST）的科学家用专门的激光器实现的。
而智利天文学家发现的宇宙中已知自然界中最冷的地方之一是“ 回力棒星云 ”（又称“回力棒星云”），被称为“宇宙冰盒子”，它位于 半人马座 ，距离 地球 约5000光年。根据 欧洲航天局 的数据，其平均温度为-272 摄氏度 （约1开尔文）。 研究认为：布莫让星云是气体和尘埃组成的云团，是从一颗正在死亡的 恒星 中以大于150 km/s的速度喷溅出来形成的星云。由于急速膨胀需要能量，而周围没有任何热源，只能消耗 内能 ，所以布莫让星云内部温度不断下降，最终达到接近绝对零度的状态。这个“热度”是作为宇宙起源的大爆炸留存至今的热度，不仅验证了大爆炸理论的正确性，也为研究宇宙背景辐射提供了宝贵的线索。
逼近绝对零度的方法
蒸发冷却
在 大气压 下， 液氦 会在4.2 K下沸腾。随着 压强 的降低 沸点 逐渐降低。所以只需要通过泵吸走蒸气降低压强就可以进一步降低液氦的温度，也即液氦可以通过蒸发降温。但是当温度低于1 K时，这个过程变得不切实际：即使是很小的热量泄漏，也会显著提高 氦气 的温度，此时即使使用最好的 真空泵 ，也不能足够快地去除蒸气进行补偿。氮的稀有 同位素 氦-3在大气压下沸点仅为3.2 K，可以通过泵降低压强冷却至约0.3 K。
氦稀释制冷机（helium dilution refrigerator）
要从1 K到几 mK，选择的方法通常是使用氦稀释制冷机。冷却是通过“蒸发”液态 3 He完成的，但不是蒸发到真空中，而是溶解在更常见的同位素 4 He的液体中。小于1 K时，这两种同位素几乎是不 混溶 的，就像油和水。在约0.1 K以下时，基本上没有 4 He溶于纯 3 He，而少量的 3 He（约6%）会溶于纯净的 4 He。因此，在“混合室”中， 3 He连续溶解（“蒸发”）进入 4 He，同时吸收热量。然后 3 He向上扩散通过 换热器 到0.7 K的“ 蒸馏 室”中，此处，外界的热量使其蒸发（传统的液体到气体的蒸发）。He在整个过程中基本上是惰性的：它在这个温度范围内是一个“ 超流体 ”，它对 3 He 原子 扩散的阻力可以忽略不计；它的 挥发性 低于 3 He，因此不会在蒸馏室中有显著的蒸发。在蒸馏室蒸发后，气态的 3 He被压缩，再冷却成液体（通过液体 4 He的不接触冷却），最后通过换热器送回到混合室。
磁致冷（magnetic cooling）
达到 mK温度的另一种方法是使用基于顺磁材料特性的磁致冷。对于任何非零场强，T→0时（所有的 偶极子 都朝上），熵都会变为0；并且在足够高的温度（偶极子的排列变得随机）时，熵趋向一个非零有限值。场强越高，熵随着温度的增加越缓慢（由于偶极子更倾向于保持与外场对齐）。在磁致冷过程中，首先将样品与恒温“ 热库 ”（如 液氦 ）进行良好热接触。之后增加 磁场 ，由于样品温度不变，熵同时下降。然后，将样品与热库隔绝并降低磁场，这将导致熵恒定而温度下降。这个过程类似于等温压缩 理想气体 后，它绝热膨胀所造成的冷却。
在核顺磁体中， 偶极子 间相互作用要弱得多，因此可以获得更低的温度。1993年， 赫尔辛基 （Helsinki）大学的研究人员使用佬进行核磁致冷，产生的温度低至280 pK，即2.8×10 -10 K。
激光致冷（lasercooling）
即使在非常低的速度下，如果没有额外的陷俘力使 原子 朝向中心，原子会很快撞到容器较热的墙壁（或者落到底部）。这种陷俘力可以使用不均匀的 磁场 产生——磁场可以改变原子的 能级 ，从而令原子吸收 光子 的趋势与其位置有关。通过组合激光致冷与陷俘力可以很容易地将原子云冷却到大约1 mK，并且不使用任何麻烦的 液氦 或传统的低温设备。这种技术最近已经可以达到微 开尔文 甚至纳开尔文的温度范围。 在1995年科学家们用这种方法获得2×10 -8 K的极低温。
应用
随着科学技术的迅速发展，低温技术将更多地为人类造福，包括从食品保存到生命冷冻，从工业生产到尖端 超导 技术等各个方面。
超导领域
低温超导现象的发现是人类科技进步的一个里程碑。在 电能 传输过程中，由于 导线 电阻 的存在，产生热效应而白白地消耗了电能，还会给机器、设备造成损害。超导现象的发现，促使人们去探究物质世界 中超 导电性的奥秘，发展其技术应用。目前，超导技术在许多重要领域中得到应用，如 超导磁体 、超导 加速器 、超导托卡马克聚变实验装置等。
量子计算领域
当前的 量子计算机 设计依赖于特殊材料（例如由 核反应堆 生产的Helium-3）它们需要 超导电缆 。在运行期间，量子计算系统必须冷却至接近绝对零度。当前的量子计算机主要是实验室中的系统，需要专门的专家团队来进行制造和操作。
医学领域
在医学上，低温更具有奇特的妙用。各种冷冻治疗机配合各种专门设计的特种冷刀，在 肿瘤学 、耳鼻喉科、 皮肤科 和外科中得到广泛的应用。更奇妙的是，生物的深低温贮存技术发展很快。目前，利用 液氮 可以长期保存人体的皮肤、眼球、骨骼，甚至 细胞 。进一步地，人们将开展“冷冻”生命的试验。