Absolutt 0. Hvorfor det er umulig å nå absolutte nulltemperaturer

Når værmeldingen forutsier temperaturer nær null, bør du ikke gå til skøytebanen: isen vil smelte. Smeltetemperaturen til isen antas å være null grader Celsius, den vanligste temperaturskalaen.
Vi er godt kjent med den negative skalaen for grader Celsius - grader<ниже нуля>, kuldegrader. De fleste lav temperatur på jorden ble registrert i Antarktis: -88,3°C. Enda lavere temperaturer er mulig utenfor jorden: på månens overflate ved månens midnatt kan den nå -160°C.
Men vilkårlig lave temperaturer kan ikke eksistere noe sted.
Den ekstremt lave temperaturen - absolutt null - på Celsius-skalaen tilsvarer - 273,16°. Fra absolutt null stammer fra den absolutte temperaturskalaen, Kelvin-skalaen. Is smelter ved 273,16° Kelvin og vann koker ved 373,16° K. Dermed blir grader K lik en grad
C. Men på Kelvin-skalaen er alle temperaturer positive.
Hvorfor er 0°K kuldegrensen?<пляска>Varme er den kaotiske bevegelsen av atomer og molekyler av et stoff. Når et stoff avkjøles, fjernes termisk energi fra det, og den tilfeldige bevegelsen av partikler svekkes. Til slutt, med sterk avkjøling, termisk partikler stopper nesten helt opp. Atomer og molekyler ville fryse fullstendig ved en temperatur som antas å være absolutt null. Etter prinsippene

kvantemekanikk<идти медленнее, чем стоять на месте>.

, ved absolutt null ville det være den termiske bevegelsen til partikler som ville opphøre, men partiklene selv ville ikke fryse, siden de ikke kan være i fullstendig hvile. Dermed, ved absolutt null, må partikler fortsatt beholde en form for bevegelse, som kalles nullbevegelse.
Men å avkjøle et stoff til en temperatur under absolutt null er en idé like meningsløs som for eksempel intensjonen
Dessuten er det nesten umulig å oppnå nøyaktig absolutt null. Du kan bare komme nærmere ham. Fordi du på ingen måte kan ta bort absolutt all den termiske energien fra et stoff. Noe av den termiske energien forblir ved den dypeste avkjølingen.
I de fleste husholdnings- og industrikjøleskap fjernes varme på grunn av fordampning av en spesiell væske - freon, som sirkulerer gjennom metallrør. Hemmeligheten er at freon kan forbli i flytende tilstand bare ved en tilstrekkelig lav temperatur. I kjøleskapet, på grunn av varmen i kammeret, varmes det opp og koker, og blir til damp. Men dampen komprimeres av kompressoren, blir flytende og kommer inn i fordamperen, og fyller på tapet av fordampet freon. Det forbrukes energi for å drive kompressoren.
I dypkjølingsenheter er den kalde bæreren en ultrakald væske - flytende helium. Fargeløs, lett (8 ganger lettere enn vann), det koker under atmosfærisk trykk ved 4,2°K, og i vakuum - ved 0,7°K. En enda lavere temperatur er gitt av den lette isotopen av helium: 0,3°K.
Å sette opp et permanent heliumkjøleskap er ganske vanskelig.
Forskning utføres ganske enkelt i bad med flytende helium. Og for å gjøre denne gassen flytende, bruker fysikere forskjellige teknikker. For eksempel utvides forhåndskjølt og komprimert helium, frigjøres gjennom et tynt hull inn i et vakuumkammer. Samtidig synker temperaturen ytterligere og noe av gassen blir til væske. Det er mer effektivt ikke bare å utvide den avkjølte gassen, men også å tvinge den til å gjøre arbeid - flytt stempelet.
Det resulterende flytende heliumet lagres i spesielle termoser - Dewar-kolber. Kostnaden for denne veldig kalde væsken (den eneste som ikke fryser ved absolutt null) viser seg å være ganske høy. Likevel brukes flytende helium mer og mer i disse dager, ikke bare i vitenskapen, men også i forskjellige tekniske enheter. De laveste temperaturene ble oppnådd på en annen måte. Det viser seg at molekylene til noen salter, for eksempel kaliumkromalun, kan rotere langs kraft magnetiske linjer. Dette saltet er forhåndskjølt med flytende helium til 1°K og plassert i et sterkt magnetfelt. I dette tilfellet roterer molekylene sammen kraftledninger, og den frigjorte varmen tas bort av flytende helium. Da fjernes magnetfeltet brått, molekylene snur seg inn igjen

forskjellige sider
, og brukt

Dette arbeidet fører til ytterligere avkjøling av saltet. Slik oppnådde vi en temperatur på 0,001° K. Ved å bruke en lignende metode i prinsippet, ved bruk av andre stoffer, kan vi oppnå en enda lavere temperatur.

Et stoff frosset til ultralave temperaturer i bad med flytende helium endres merkbart. Gummi blir sprøtt, bly blir hardt som stål og elastisk, mange legeringer øker styrken.

Flytende helium i seg selv oppfører seg på en særegen måte. Ved temperaturer under 2,2° K får den en egenskap uten sidestykke for vanlige væsker - superfluiditet: noe av det mister fullstendig viskositet og strømmer gjennom de smaleste sprekkene uten friksjon.
Dette fenomenet ble oppdaget i 1937 av den sovjetiske fysikeren akademiker P. JI.
Kapitsa, ble deretter forklart av akademiker JI. D. Landau. Det viser seg at ved ultralave temperaturer begynner de å ha en merkbar effekt kvantelover
oppførselen til stoffet. Som en av disse lovene krever, kan energi overføres fra kropp til kropp kun i veldefinerte porsjoner - kvantum. Det er så få varmekvanter i flytende helium at det ikke er nok av dem for alle atomene. Den delen av væsken, blottet for varmekvanter, forblir som ved absolutt nulltemperatur, dens atomer deltar ikke i det hele tatt i tilfeldig termisk bevegelse og samhandler ikke på noen måte med karets vegger. Denne delen (den ble kalt helium-H) har superfluiditet. Når temperaturen synker, blir helium-P mer og mer rikelig, og ved absolutt null ville alt helium bli til helium-H. Superfluiditet er nå studert i detalj og har til og med funnet nyttig praktisk anvendelse

: med dens hjelp er det mulig å skille heliumisotoper.

Superledningsevne
Nær absolutt null skjer ekstremt interessante endringer i de elektriske egenskapene til noen materialer.
I 1911 gjorde den nederlandske fysikeren Kamerlingh Onnes en uventet oppdagelse: det viste seg at ved en temperatur på 4,12 ° K forsvinner elektrisk motstand i kvikksølv fullstendig. Merkur blir en superleder.<гроб Магомета>Den elektriske strømmen indusert i en superledende ring dør ikke ut og kan flyte nesten for alltid.
Over en slik ring vil en superledende ball flyte i luften og ikke falle, som et eventyr
Temperaturene der superledning oppstår (kritiske temperaturer) dekker et ganske bredt område - fra 0,35 ° K (hafnium) til 18 ° K (niob-tinnlegering).
Fenomenet superledning, som super-
fluiditet er studert i detalj. Fant avhengigheter kritiske temperaturer fra den indre strukturen av materialer og eksterne magnetisk felt.
En dyp teori om superledning ble utviklet (et viktig bidrag ble gitt av den sovjetiske vitenskapsmannen akademiker N. N. Bogolyubov).

Essensen av dette paradoksale fenomenet er igjen rent kvante. Ved ultralave temperaturer kommer elektroner inn superleder danner et system av parvis bundne partikler som ikke kan frigjøre energi krystallgitter<танцуя>, bruke mengder energi på å varme den opp. Elektronpar beveger seg som om<прутьями решетки>, mellom
- ioner og omgå dem uten kollisjoner og energioverføring.
Superledningsevne brukes i økende grad i teknologi.
For eksempel brukes superledende solenoider i praksis - spoler av superleder nedsenket i flytende helium. Når indusert strøm og følgelig et magnetfelt kan lagres i dem så lenge som ønskelig. Den kan nå en gigantisk størrelse - over 100 000 oersted. I fremtiden vil det utvilsomt dukke opp kraftige industrielle superledende enheter - elektriske motorer, elektromagneter, etc. I radioelektronikk betydelig rolle ultrasensitive forsterkere og oscillatorer begynner å spille<шумы>elektromagnetiske bølger<Пути электроники>).
, som fungerer spesielt godt i bad med flytende helium - der den interne utstyr. Innen elektronisk datateknologi loves en strålende fremtid for superledende brytere med lav effekt - kryotroner (se art. Det er ikke vanskelig å forestille seg hvor fristende det ville være å fremme driften av slike enheter til området med høyere, mer tilgjengelige temperaturer. I

i det siste

håpet om å lage polymerfilmsuperledere åpner seg. Den særegne naturen til elektrisk ledningsevne i slike materialer lover en strålende mulighet til å opprettholde superledning selv ved romtemperatur. Forskere leter vedvarende etter måter å realisere dette håpet på.
I stjernedypet
Et stoff som er så varmt kan derfor verken være fast, flytende eller gassformet. Det er i plasmatilstand, dvs. en blanding av elektrisk ladet<осколков>atomer - atomkjerner og elektroner.
Plasma er en unik materietilstand. Siden partiklene er elektrisk ladet, er de følsomme for elektriske og magnetiske krefter. Derfor er nærheten til to atomkjerner (de bærer positiv ladning) er et sjeldent fenomen. Bare når høye tettheter og enorme temperaturer som kolliderer med hverandre atomkjerner i stand til å komme nærme. Da skjer det termonukleære reaksjoner - energikilden til stjerner.
Den nærmeste stjernen til oss, Solen, består hovedsakelig av hydrogenplasma, som varmes opp i stjernens tarm til 10 millioner grader. Under slike forhold oppstår nærmøter av raske hydrogenkjerner - protoner, selv om de er sjeldne, forekommer. Noen ganger samvirker protoner som kommer tett: etter å ha overvunnet elektrisk frastøtning, faller de raskt inn i kraften til gigantiske kjernefysiske tiltrekningskrefter.<падают>oppå hverandre og smelter sammen. Her skjer en øyeblikkelig omstrukturering: i stedet for to protoner, vises et deuteron (kjernen til en tung hydrogenisotop), et positron og en nøytrino. Energien som frigjøres er 0,46 millioner elektronvolt (MeV).
Hvert enkelt solproton kan i gjennomsnitt inngå en slik reaksjon en gang hvert 14. milliard år. Men det er så mange protoner i dypet av lyset at her og der inntreffer denne usannsynlige hendelsen – og stjernen vår brenner med sin jevne, blendende flamme.
Syntesen av deuteroner er bare det første trinnet i solar termonukleære transformasjoner. Det nyfødte deuteronet kombineres veldig snart (i gjennomsnitt etter 5,7 sekunder) med et annet proton. En lett heliumkjerne og en gammastråle vises elektromagnetisk stråling
. 5,48 MeV energi frigjøres.
Til slutt, i gjennomsnitt, en gang hver million år, kan to lette heliumkjerner konvergere og kombineres. Da dannes en kjerne av vanlig helium (alfapartikkel) og to protoner spaltes. 12,85 MeV energi frigjøres.<конвейер>Denne tre-trinns<сгорает>termonukleære reaksjoner er ikke den eneste.<золу>Det er en annen kjede av kjernefysiske transformasjoner, raskere. Atomkjernene av karbon og nitrogen deltar i den (uten å bli konsumert). Men i begge alternativene syntetiseres alfapartikler fra hydrogenkjerner. Billedlig talt, hydrogenplasmaet til solen , blir til!
Hvert sekund sender solen ut 41033 ergs med energi, og mister 41012 g (4 millioner tonn) materie i vekt. Men den totale massen til solen er 21027 tonn. Dette betyr at sola om en million år, takket være stråling<худеет>bare en ti-milliondel av massen. Disse tallene illustrerer veltalende effektiviteten til termonukleære reaksjoner og den gigantiske brennverdien til solenergi.<горючего>- hydrogen.
Termonukleær fusjon er tilsynelatende den viktigste energikilden for alle stjerner. På forskjellige temperaturer<зола>og tetthetene til stjernenes indre, oppstår forskjellige typer reaksjoner. Spesielt solenergi<горючим>-heliumkjerner - ved 100 millioner grader blir den selv termonukleær
. Da kan enda tyngre atomkjerner - karbon og til og med oksygen - syntetiseres fra alfapartikler.<Вселенная вчера, сегодня и завтра>).

Ifølge mange forskere er hele vår Metagalaxy som helhet også frukten av termonukleær fusjon, som fant sted ved en temperatur på en milliard grader (se art.

Mot den kunstige solen<горючего>Ekstraordinær brennverdi av termonukleær
<Горючего>fikk forskerne til å oppnå kunstig implementering av kjernefysiske fusjonsreaksjoner.
– Det er mange hydrogenisotoper på planeten vår. For eksempel kan det supertunge hydrogenet tritium produseres fra metallet litium i atomreaktorer. Og tungt hydrogen - deuterium er en del av tungtvann, som kan utvinnes fra vanlig vann.
Tungt hydrogen utvunnet fra to glass vanlig vann vil gi like mye energi i en termonukleær reaktor som det i dag produseres ved å brenne et fat premium bensin.<горючее>Vanskeligheten er å forvarme
til temperaturer der den kan antennes med kraftig termonukleær brann. Dette problemet ble først løst i hydrogenbomben. Hydrogenisotoper der blir antent ved eksplosjon atombombe , som er ledsaget av oppvarming av stoffet til mange titalls millioner grader. I en versjon av hydrogenbomben er det termonukleære brenselet kjemisk forbindelse<воспламеняясь>tungt hydrogen med lett litium - lett litiumdeuterid. Dette hvite pulveret, som ligner på bordsalt,<спички>fra
, som er en atombombe, eksploderer øyeblikkelig og skaper en temperatur på hundrevis av millioner grader.
For å sette i gang en fredelig termonukleær reaksjon, må man først lære hvordan man kan varme opp små doser av et tilstrekkelig tett plasma av hydrogenisotoper til temperaturer på hundrevis av millioner grader uten hjelp av en atombombe. Dette problemet er et av de vanskeligste i moderne anvendt fysikk. Forskere over hele verden har jobbet med det i mange år. Vi har allerede sagt at det er den kaotiske bevegelsen av partikler som skaper oppvarming av kropper, og deres tilfeldige bevegelse og tilsvarer temperaturen. Å varme en kald kropp betyr å skape denne lidelsen på noen måte.
Se for deg to grupper av løpere som skynder seg mot hverandre. Så de kolliderte, ble blandet sammen, en forelskelse og forvirring begynte.
Stort rot! På omtrent samme måte forsøkte fysikere først å oppnå høye temperaturer - ved å kollidere med gassstråler høyt trykk
. Gassen varmes opp til 10 tusen grader. På et tidspunkt var dette rekord: temperaturen var høyere enn på overflaten av solen.
Men med denne metoden er ytterligere, ganske langsom, ikke-eksplosiv oppvarming av gassen umulig, siden den termiske forstyrrelsen umiddelbart sprer seg i alle retninger, og varmer opp veggene i forsøkskammeret og miljøet. Den resulterende varmen forlater raskt systemet, og det er umulig å isolere det.
Hvis gassstråler erstattes av plasmastrømmer, forblir problemet med termisk isolasjon svært vanskelig, men det er også håp for løsningen.
Riktignok kan plasma ikke beskyttes mot varmetap av kar laget av selv det mest ildfaste stoffet. I kontakt med solide vegger kjøles varmt plasma umiddelbart ned. Men du kan prøve å holde og varme opp plasmaet ved å skape dets akkumulering i et vakuum, slik at det ikke berører veggene i kammeret, men henger i tomhet og ikke berører noe. Her bør vi utnytte det faktum at plasmapartikler ikke er nøytrale, som gassatomer, men elektrisk ladet. Derfor, når de beveger seg, blir de utsatt for magnetiske krefter. Oppgaven oppstår: å skape et magnetfelt med en spesiell konfigurasjon der varm plasma ville henge som i en pose med usynlige vegger. Den enkleste formen Denne typen energi skapes automatisk når sterke pulser føres gjennom plasmaet elektrisk strøm
. I dette tilfellet induseres magnetiske krefter rundt plasmaledningen, som har en tendens til å komprimere ledningen.
En annen retning for eksperimenter er bruken av en magnetisk flaske, foreslått i 1952 av den sovjetiske fysikeren G.I. Budker, nå en akademiker. Den magnetiske flasken er plassert i et korkkammer - et sylindrisk vakuumkammer utstyrt med en ekstern vikling, som er kondensert i endene av kammeret. Strømmen som flyter gjennom viklingen skaper et magnetisk felt i kammeret. Feltlinjene i den midtre delen er plassert parallelt med generatrisene til sylinderen, og i endene er de komprimert og danner magnetiske plugger. Plasmapartikler injisert i en magnetisk flaske krøller seg rundt feltlinjene og reflekteres fra pluggene. Som et resultat holdes plasmaet inne i flasken i noen tid. Hvis energien til plasmapartiklene som er introdusert i flasken er høy nok og det er nok av dem, inngår de komplekse kraftinteraksjoner, deres opprinnelig bestilte bevegelse blir forvirret, blir uordnet - temperaturen til hydrogenkjernene stiger til titalls millioner av grader.
Ytterligere oppvarming oppnås ved elektromagnetisk<ударами>ved plasma, kompresjon av magnetfeltet osv. Nå varmes plasmaet av tunge hydrogenkjerner opp til hundrevis av millioner grader. Riktignok kan dette gjøres enten ved kort tid, eller ved lav plasmatetthet.
For å sette i gang en selvopprettholdende reaksjon, må temperaturen og tettheten til plasmaet økes ytterligere. Dette er vanskelig å få til. Imidlertid er problemet, som forskere er overbevist om, utvilsomt løses.

G.B. Anfilov

Det er tillatt å legge ut bilder og sitere artikler fra nettstedet vårt på andre ressurser, forutsatt at en lenke til kilden og fotografiene er gitt.

Begrepet "temperatur" dukket opp på en tid da fysikere trodde det varme kropper bestå av en større mengde av et spesifikt stoff - kalori - enn de samme kroppene, men kalde. Og temperatur ble tolket som en verdi som tilsvarer mengden kalori i kroppen. Siden den gang har temperaturen til enhver kropp blitt målt i grader. Men i virkeligheten er dette et tiltak kinetisk energi bevegelige molekyler, og basert på dette bør det måles i Joule, i samsvar med System of Units C.

Konseptet " absolutt null temperatur" kommer fra termodynamikkens andre lov. Ifølge den er prosessen med varmeoverføring fra en kald kropp til en varm umulig. Dette konseptet ble introdusert engelsk fysiker W. Thomson. For sine prestasjoner innen fysikk ble han gitt adelsrangering"Lord" og tittelen "Baron Kelvin". I 1848 foreslo W. Thomson (Kelvin) å bruke en temperaturskala der han tok utgangspunkt i absolutt nulltemperatur, tilsvarende ekstrem kulde, og tok grader Celsius som delingsverdi. Kelvin-enheten er 1/27316 av temperaturen til trippelpunktet for vann (ca. 0 grader C), dvs. temperatur ved hvilken rent vann Det finnes umiddelbart i tre former: is, flytende vann og damp. temperatur er lavest mulig lave temperatur der bevegelsen av molekyler stopper og det ikke lenger er mulig å trekke ut termisk energi fra et stoff. Siden den gang har den absolutte temperaturskalaen blitt oppkalt etter ham.

Temperaturen måles på forskjellige skalaer

Den mest brukte temperaturskalaen kalles Celsius-skalaen. Den er bygget på to punkter: temperatur faseovergang vann fra væske til damp og vann til is. A. Celsius i 1742 foreslo å dele avstanden mellom referansepunkter i 100 intervaller, og ta vann som null, med frysepunktet som 100 grader. Men svensken K. Linnaeus foreslo å gjøre det motsatte. Siden den gang har vann frosset ved null grader A. Celsius. Selv om det skal koke nøyaktig ved Celsius. Absolutt null Celsius tilsvarer minus 273,16 grader Celsius.

Det er flere temperaturskalaer: Fahrenheit, Reaumur, Rankin, Newton, Roemer. De har forskjellige divisjonspriser. For eksempel er Reaumur-skalaen også bygget på referansepunktene for koking og frysing av vann, men den har 80 avdelinger. Fahrenheit-skalaen, som dukket opp i 1724, brukes i hverdagen bare i noen land i verden, inkludert USA; den ene er temperaturen på blandingen av vannis og ammoniakk og den andre er menneskekroppen. Skalaen er delt inn i hundre divisjoner. Null Celsius tilsvarer 32 Konvertering av grader til Fahrenheit kan gjøres ved hjelp av formelen: F = 1,8 C + 32. Omvendt konvertering: C = (F - 32)/1,8, hvor: F - grader Fahrenheit, C - grader Celsius. Hvis du er for lat til å telle, gå til en nettjeneste for å konvertere Celsius til Fahrenheit. I boksen skriver du inn antall grader Celsius, klikker på "Beregn", velg "Fahrenheit" og klikk på "Start". Resultatet vises umiddelbart.

Oppkalt etter den engelske (mer presist skotske) fysikeren William J. Rankin, tidligere samtid Kelvin og en av skaperne teknisk termodynamikk. Det er tre viktige punkter i skalaen hans: begynnelsen er absolutt null, frysepunktet for vann er 491,67 grader Rankine og kokepunktet for vann er 671,67 grader. Antall delinger mellom frysing av vann og koking for både Rankine og Fahrenheit er 180.

De fleste av disse skalaene brukes utelukkende av fysikere. Og 40 % av amerikanske videregående elever som ble spurt i dag sa at de ikke vet hva absolutt nulltemperatur er.

ABSOLUT NULL

ABSOLUT NULL, temperaturen der alle komponenter i systemet har den minste mengden energi som er tillatt av lovene til KVANTEMEKANIKK; null på Kelvin-temperaturskalaen, eller -273,15 °C (-459,67 ° Fahrenheit). Ved denne temperaturen er entropien til systemet mengden energi som er egnet for å fullføre nyttig arbeid, - er også lik null, men total mengde energien til systemet kan være forskjellig fra null.

Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok.

Se hva "ABSOLUTT NULL" er i andre ordbøker:

Temperatur er minimumstemperaturgrensen som kan være fysisk kropp. Absolutt null fungerer som utgangspunkt for en absolutt temperaturskala, for eksempel Kelvin-skalaen. På Celsius-skalaen tilsvarer absolutt null en temperatur på -273 ... Wikipedia

ABSOLUT NULL TEMPERATUR- begynnelsen av den termodynamiske temperaturskalaen; ligger ved 273,16 K (Kelvin) under (se) vann, dvs. lik 273,16°C (Celsius). Absolutt null er den laveste temperaturen i naturen og praktisk talt uoppnåelig... Big Polytechnic Encyclopedia

Dette er minimumstemperaturgrensen som en fysisk kropp kan ha. Absolutt null fungerer som utgangspunkt for en absolutt temperaturskala, for eksempel Kelvin-skalaen. På Celsius-skalaen tilsvarer absolutt null en temperatur på -273,15 °C. … … Wikipedia

Absolutt nulltemperatur er minimumstemperaturgrensen som en fysisk kropp kan ha. Absolutt null fungerer som utgangspunkt for en absolutt temperaturskala, for eksempel Kelvin-skalaen. På Celsius-skalaen tilsvarer absolutt null... ... Wikipedia

Razg. Forsømmelse En ubetydelig, ubetydelig person. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 ...

null- absolutt null... Ordbok for russiske idiomer

Null og null substantiv, m., brukt. sammenligne ofte Morfologi: (nei) hva? null og null, hvorfor? null og null, (se) hva? null og null, hva? null og null, hva med? omtrent null, null; pl. Hva? nuller og nuller, (nei) hva? null og null, hvorfor? nuller og nuller, (jeg skjønner) … … Ordbok Dmitrieva

Absolutt null (null). Razg. Forsømmelse En ubetydelig, ubetydelig person. FSRY, 288; BTS, 24; ZS 1996, 33 V null. 1. Jarg. sier de Spøker. stryke. Om alvorlig rus. Yuganovs, 471; Vakhitov 2003, 22. 2. Zharg. musikk Nøyaktig, i full overensstemmelse med... ... Stor ordbok Russiske ordtak

absolutt- absolutt absurditet, absolutt autoritet, absolutt uklanderlighet, absolutt uorden, absolutt fiksjon, absolutt immunitet, absolutt leder, absolutt minimum, absolutt monark, absolutt moral, absolutt null … … Ordbok for russiske idiomer

Bøker

• Absolutt null, Absolutt Pavel. Livet til alle kreasjonene til den gale vitenskapsmannen av Nes-rasen er veldig kort. Men det neste eksperimentet har en sjanse til å eksistere. Hva venter ham fremover?...

Har du noen gang lurt på hvor lav temperaturen kan være? Hva er absolutt null? Vil menneskeheten noen gang kunne oppnå det, og hvilke muligheter vil åpne seg etter en slik oppdagelse? Disse og andre lignende spørsmål har lenge opptatt hodet til mange fysikere og rett og slett nysgjerrige mennesker.

Hva er absolutt null

Selv om du ikke likte fysikk siden barndommen, er du sannsynligvis kjent med begrepet temperatur. Takket være den molekylære kinetiske teorien, vet vi nå at det er en viss statisk sammenheng mellom den og bevegelsene til molekyler og atomer: Jo høyere temperatur på en fysisk kropp, jo raskere beveger atomene seg, og omvendt. Spørsmålet oppstår: «Finnes det en slik nedre grense ved hvilken elementærpartikler frosset på plass?" Forskere mener at dette er teoretisk mulig at termometeret vil være på -273,15 grader Celsius. Denne verdien kalles absolutt null. Det er med andre ord minimalt mulig grense, som den fysiske kroppen kan avkjøles til. Det er til og med en absolutt temperaturskala (Kelvin-skala), der absolutt null er referansepunktet, og en deling av skalaen er lik en grad. Forskere over hele verden fortsetter å jobbe for å oppnå gitt verdi, siden dette lover store utsikter for menneskeheten.

Hvorfor er dette så viktig

Ekstremt lave og ekstremt høye temperaturer er nært knyttet til begrepene superfluiditet og superledning. Forsvinningen av elektrisk motstand i superledere vil gjøre det mulig å oppnå ufattelige effektivitetsverdier og eliminere eventuelle energitap. Hvis vi kunne finne en måte som ville tillate oss å fritt nå verdien av "absolutt null", ville mange av menneskehetens problemer være løst. Tog som svever over skinnene, lettere og mindre motorer, transformatorer og generatorer, høypresisjonsmagnetoencefalografi, høypresisjonsklokker – dette er bare noen få eksempler på hva superledning kan tilføre livene våre.

Siste vitenskapelige fremskritt

I september 2003 klarte forskere fra MIT og NASA å kjøle ned natriumgass til et rekordlavt nivå. Under eksperimentet manglet de bare en halv milliarddel av en grad fra målmerket (absolutt null). Under testene var natrium konstant i et magnetisk felt, som hindret det i å berøre veggene i beholderen. Hvis det var mulig å overvinne temperaturbarrieren, ville molekylær bevegelse i gassen stoppet helt opp, fordi slik avkjøling ville trekke ut all energien fra natriumet. Forskerne brukte en teknikk som forfatteren (Wolfgang Ketterle) mottok i 2001 Nobelprisen i fysikk. Nøkkelpunktet i testene var gassprosesser Bose-Einstein kondens. I mellomtiden har ingen ennå kansellert termodynamikkens tredje lov, ifølge hvilken absolutt null ikke bare er en uoverkommelig, men også en uoppnåelig verdi. I tillegg gjelder Heisenberg-usikkerhetsprinsippet, og atomer kan rett og slett ikke stoppe i sine spor. For nå er absolutt null temperatur fortsatt uoppnåelig for vitenskapen, selv om forskere har vært i stand til å nærme seg den til en ubetydelig avstand.