吉奥克的创造低温化学领域的突破

通常，－20℃就会让人觉得彻骨寒冷，那么，你一定不敢想象－273.15℃会是什么样吧？当然，这样的温度只有在低温化学的领域才会出现，吉奥克就是一位造出接近－273.15℃（被称为“绝对零度”）的发明家。

1895年5月12日，吉奥克出生于加拿大的安大略省尼亚加拉瀑布城。1916年，吉奥克考入加利福尼亚大学伯克利分校学习化学，并于1922年获得化学博士学位。此后，吉奥克一直留校任教，直到退休。

受路易斯的影响，吉奥克对热力学产生了极大的兴趣。他长期从事热力化学的研究，尤其致力于对热力学第三定律和超低温状态下有关变化的平衡条件和反应特性的研究，最重要的贡献是创造了接近于绝对零度（－273.15℃）的理想环境，从而为研究物质在超低温状态下的性质、反应和制备各种新材料提供了极为有利的条件，吉奥克也因此被誉为是制造“极冷反应”的发明家。

吉奥克

荷兰物理学家卡末林·昂内斯最早利用节流膨胀的焦耳—汤姆孙效应，制成了空气液化机。他先后实现了氧、氢的液化，并于1908年实现了氦的液化，使液氦获得0.9K以下的超低温。吉奥克在前人研究的基础上，着手探索和改进了昂内斯的方法。他根据某些顺磁物质能在磁化时放热和在去磁时吸热的原理，运用一种稀土元素钆或钆的硫酸盐使之与液氦接触。通过实验，吉奥克发现，钆或钆的硫酸盐放置在一个强磁场中进行磁化时，钆的分子就会沿着平行于磁力线的方向整齐排列起来，同时放出一些热，使周围的液氦蒸发。把磁场撤去后，钆分子就会立即从有序排列变为无序排列，并从周围的液氦中吸收大量的热。通过这种方法，可以进一步降低液氦的温度。这样的步骤不断重复地进行着，就可以使液氦的温度降得更低。采用这种方法，温度可达到绝对零度的千分之几摄氏度内。

加利福尼亚大学伯克利分校

据此，吉奥克提出了“顺磁绝热去磁法”。经过不断的实验和改进，吉奥克于1933年首次获得了0.25K的超低温，为低温学更深入的研究开辟了新的领域。由于这些工作，吉奥克荣获1949年诺贝尔化学奖。

学海拾贝

绝对零度是根据理想气体所遵循的规律，用外推的方法得到的。用这样的方法，当温度降低到－273.15℃时，气体的体积将减小到零，所以把－273.15℃定做热力学温标的零度。

除了低温学领域的研究成果之外，吉奥克在发现氧的同位素方面也作出了巨大贡献。1929年，他和约翰斯顿合作，通过在地球大气层富集太阳光，首先发现了自然界的氧气是由三种同位素组成的混合物。1949年，他用18O作为示踪原子，发现了植物光合作用中放出的氧并非来自二氧化碳，而是来自于水。此外，他还测定了近20种单质及化合物的光谱数据和热化学数据，并分别求得了与其结果相符的熵值，有力地证明了热力学统计理论。

吉奥克的杰出成就使他荣获了1955年的吉尔伯特·刘易斯奖章以及1963年的哥伦比亚大学钱德勒奖章。1982年3月28日，这位为低温学作出卓越贡献的化学家逝世于加利福尼亚。