Теоретично абсолютната нула е най-студената температура, която е възможна навсякъде във Вселената. Тя е в основата на скалата на Келвин, една от трите температурни скали, използвани в ежедневната физика и живот. Абсолютната нула съответства на 0 градуса по Келвин, записана като 0 К, което е еквивалентно на -273,15 ° по Целзий (или по Целзий) и -459,67 ° по Фаренхайт. Скалата на Келвин не включва нито отрицателни числа, нито градусни символи.
Самата температура е мярка за движението на частиците и при абсолютна нула всички частици в природата имат минимално движение, свързано с вибрации, с ниско ниво на движение при квантово-механичното ниво. Учените са се доближили до мъчителното достигане на абсолютна нула в лабораторни условия, но никога не са го постигнали.
Трите температурни скали и абсолютна нула
Точката на топене (или замръзване) на водата и температурата на кипене на водата се определят като 0 и 100 по скалата на Целзий, известна също като скала по Целзий. Скалата на Фаренхайт не е определена с оглед на такива естествени удобства, а точките на топене и кипене на вода съответстват съответно на 32 ° F и 212 ° F.
Скалите на Целзий и Келвин имат една и съща мерна единица; тоест всяко повишаване на температурата на Келвин с един градус съответства на повишение на градуса на Целзий с една степен, въпреки че те се компенсират с 273,15 градуса.
За да конвертирате между Фаренхайт и Целзий, използвайте:
F = 1,8C + 32
Физическите последици от абсолютната нула
Възможността за достигане на абсолютна нула в научните експерименти е ограничена от факта, че колкото по-близо до абсолютната нула се приближава един учен, толкова по-трудно е да се премахне останалата топлина от системата - намесата при малкото останали атомни сблъсъци е на практика невъзможен. През 1994 г. Националният институт за стандарти и технологии в Боулдър, Колорадо, постигна рекордно ниска температура от 700 nK, или 700 милиардни части от градуса, а през 2003 г. изследователи от Масачузетския технологичен институт понижиха това до 450 pK или 0,45 nK.
При нормални, ежедневни температурни ограничения много физически и химични реакции се забавят забележимо. Помислете да стартирате колата си в студена зимна сутрин в сравнение със същата задача в прохладен есенен ден или за това колко по-бързи стават реакциите в собственото ви тяло, когато се нагрявате чрез упражнения.
Забележителни експерименти
Обсерваторията на Европейската космическа агенция „Планк“, пусната в космоса през 2009 г., включваше замразени инструменти до 0,1 Келвина, настройка, необходима, за да се предотврати замъгляването на микровълновото излъчване на бордовата сателитна камера зрение. Това беше постигнато след изстрелването в четири стъпки, някои от които включваха циркулиращи препарати от водород и хелий.
През 2013 г. уникален подход за понижаване на температурата позволи на изследователите от университета Лудвиг-Максимилиан в Мюнхен през Германия да принуди малък брой атоми да се подреди, което изглежда не само е достигнало абсолютната нула, но е и по-долу то. Те използваха магнити и лазери, за да преместят клъстер от 100 000 калиеви атома в състояние с отрицателна температура в абсолютен мащаб.