一個世紀以前，德國科學家林德等人采用壓縮——絕熱膨脹法和抽除液麵蒸氣法，獲得了氧氣和氮氣的液滴。他們的試驗是這樣進行的：往容器裏裝進氣體，施加高壓，氣體體積縮小，分子運動加快，溫度上升，接著通過冷卻劑的蒸發吸熱，帶走熱量，把受壓氣體冷卻到原來的溫度。最後斷絕容器熱量的出入，讓受壓氣體通過狹窄的口子急劇膨脹，對外作功，由於得不到外界熱量供應隻好消耗自身的內能，這樣就可以得到很低的溫度。如果把液化了的氣體密封到一個容器裏，讓他蒸發，並在蒸發的過程中抽掉液麵上的蒸氣，也就是奪走運動最快的分子，實行多級串聯，一級一級地逐次進行，就可以把溫度降得更低。林德等人把這兩種辦法結合起來使用，不但獲得了液化的氧氣、一氧化碳和氮氣，而且還創造了－２２５℃的低溫記錄。
１８９８年，蘇格蘭化學家杜瓦正根據壓縮——絕熱膨脹原理，在－２５３℃的低溫下液化了氫氣。一年後，又用抽除液麵蒸氣法得到了固態氫，達到了更低的低溫－２６１℃和－２６３℃。
荷蘭物理學家翁內斯花費了半生的精力，終於在１９０８年，把最頑固的氦氣轉化成了液體。在液化氦氣的同時，還發現了一些物質在超低溫下的奇異性質，比如超導現象和超流現象，這些發現，鼓舞著科學家繼續向絕對零度進軍。
１９２５年，荷蘭物理學家德拜找到了一種獲得超低溫的新方法——絕熱去磁法。把一種順磁物質放到ＩＫ的液氦上邊，加一個強磁場，使順磁物質分子從雜亂無章到按磁場方向整齊排列，會放出一部分熱量，這熱量讓液氦帶走。接著在不讓熱量傳入的情況下突然把磁場去掉，順磁物質的分子從整齊的有序的排列恢複到無規則狀態，同時消耗自己的熱量，於是液氦的溫度進一步下降了。後來美國化學家吉奧克改進這種方法，反複進行這個步驟，於１９５７年，創造了０００００２Ｋ的低溫新紀錄。
後來，德國物理學家倫敦又發明了氦３和氦４淡化致冷的新技術——稀釋致冷法。氦３和氦４是氦的兩種同位素，它們通常是混合在一起的，當溫度降低到開氏零點幾度時，它們會分成兩層：氦３主要在上層，其中溶解有氦４；氦４主要在下層，其中溶解有氦３。溫度進一步降低，上層裏氦４越來越少，最後等於零，但是下層裏的氦３卻始終保持著一定濃度。如同抽除液麵蒸氣法一樣，人們從下層抽去活潑的氦３“蒸氣”，上層的氦３就會“蒸發”下來補充。結果使整個氦液的溫度下降。如果連續反複進行這個過程，使氦３不斷從上層移向下層，液氦的溫度就能不斷降低。
由於使用了一係列的“降溫”新技術，現在人們已經獲得了０００００００１Ｋ的最低溫度，距離絕對溫度就剩下千萬分之一度了。隻要再努一把力，不是就達到了嗎？
可是，德國物理學家斯脫卻為這種努力潑了一瓢冷水，他指出，用有限的手段使物體冷卻到絕對零度是不可能的。有人還說，這個溫度永遠也達不到。但科學家並沒有放慢向絕對零度進軍的步伐。
16.真空真的是空的嗎
１６５４年，科學家葛利克做過一個名垂科學史的實驗。他用銅精製了兩個大半球，並將它們對接密封起來，用他自己發明的抽氣機將球內空氣抽出，用１６匹馬背向對拉兩半球，馬最終竭盡全力才拉開。這表明我們周圍並非什麼都沒有，而是充滿空氣，它對物體施加壓力（球內空氣密度因抽氣遠小地球外的，這導致球外壓力遠大於球內的）。球內經抽氣後的空間叫做真空。
真空其實不空。直至今天，科學家都不能完全排除甚至某一小範圍內的空氣。電視機顯像管需要高真空才能保證圖像清晰，其內真空度達到幾十億分之一個大氣壓，即其內１立方厘米大小的空間有好幾百億個空氣分子。在高能加速器上，為防止加速的基本粒子與管道中的空氣分子碰撞而損失能量，需要管道保持幾億億分之一個大氣壓的超高真空，即使在這樣的空間，１立方厘米內還有近千個空氣分子。太空實驗室是高度真空的，每立方厘米的空間也有幾個空氣分子。
上述以抽出空氣方式得到的真空叫做技術真空，它並不空。科學家稱技術真空的極限，即完全沒有任何實物粒子存在的真空，為“物理真空”。它非但不空，而且極為複雜。按照狄拉克的觀點，它是一個填滿了負能電子的海洋。２０世紀２０年代，英國物理學家狄拉克結合狹義相對論和量子力學，建立了一個描述電子運動的方程。它一方麵十分正確地描述了電子運動，另一方麵又預言了科學家當時尚未認識的負能量電子。自然界一切物體的能量總是正的。高山流水有（正）能量，能衝刷堤岸，推動機器。高速運動電子有（正）能量，能使電視熒光屏發光。電子具有負能量，就意味著加速它時，它反而減速；向左推它時，它向右運動。而且電子總處於放能過程中，如同高山流水總往低處流一樣。電子的能量將越來越負，高山流水最終還隻能流到大海，電子能量則將負至無窮。這意味著一切宏觀的物體均將解體。這顯然是荒謬絕倫的。按照量子力學，兩個電子不能處在完全相同的狀態上，就如一個座位通常隻能坐一人不能坐二人一樣。狄拉克認為，所有負能狀態通常是“滿員”的，被無窮多的負能電子占據。因此，正能電子其實是不能永無止境地發射能量的，其能量甚至不能降至零。這意味著，即使一個沒有任何實物粒子的空間，也是一個充滿無窮多個負能電子的大海。一個負能電子可通過吸收足夠多的能量而轉變為具有正能量的普通電子，爾後在負電子海洋中留下一個空穴，即少了一份負能量和一個負電子，這相當於給了海洋一個帶正電荷和正能量的反電子（或正電子）。１９３２年，美國物理學家安德遜果然找到了它，狄拉克的理論也終為大家所接受。質子和中子也有負能反粒子，物理真空還可分別由它們（負能質子或負能中子）填充。在物理真空中，正、反粒子對可不斷地產生、消失或消失後又產生，它們生存時間短，瞬息萬變，迄今還未觀測到，稱為虛粒子。它們在一定條件下可產生一些物理效應。例如，一個重原子核周圍的虛核子（反質子和反中子）在強電場作用下，會排列起來，出現正負極性，稱為真空極化，這將影響核外電子的分布，導致原子核結構改變。