Teoretisk set er absolut nul den koldeste temperatur, der er mulig overalt i universet. Det er grundlaget for Kelvin-skalaen, en af de tre temperaturskalaer, der bruges i hverdagens fysik og liv. Absolut nul svarer til 0 grader Kelvin, skrevet som 0 K, hvilket svarer til -273,15 ° C (eller celsius) og -459,67 ° Fahrenheit. Kelvin-skalaen indeholder hverken negative tal eller gradssymboler.
Selve temperaturen er et mål for partiklernes bevægelse og ved absolut nul alle partikler i naturen har minimal vibrationsassocieret bevægelse med et minimalt bevægelsesniveau ved kvantemekanisk niveau. Forskere er kommet pirrende tæt på at nå absolut nul under laboratorieforhold, men har aldrig opnået det.
De tre temperaturskalaer og absolut nul
Smeltepunktet (eller frysepunktet) for vand og kogepunktet for vand er defineret som 0 og 100 på Celsius-skalaen, også kendt som celsius-skalaen. Fahrenheit-skalaen blev ikke bestemt med sådanne naturlige bekvemmeligheder i tankerne, og smelte- og kogepunkterne for vand svarer til henholdsvis 32 ° F og 212 ° F.
Celsius- og Kelvin-skalaen har samme måleenhed; det vil sige, at en stigning i Kelvin-temperaturen på én grad svarer til en stigning i Celsius-temperaturen på en grad, skønt de modregnes i 273,15 grader.
For at konvertere mellem Fahrenheit og Celsius skal du bruge:
F = 1,8C + 32
De fysiske implikationer af absolut nul
Muligheden for at nå absolut nul i videnskabelige eksperimenter er begrænset af det faktum, at jo tættere på absolut nul en videnskabsmand kommer, jo vanskeligere er det at fjerne resterende varme fra systemet - at gribe ind på de få tilbageværende atomkollisioner er praktisk taget umulig. I 1994 opnåede National Institute of Standards and Technology i Boulder, Colorado, en rekord lav temperatur på 700 nK, eller 700 milliardedels grad, og i 2003 sænkede forskere ved Massachusetts Institute of Technology dette til 450 pK eller 0,45 nK.
Under normale daglige temperaturbegrænsninger sænkes mange fysiske og kemiske reaktioner mærkbart. Tænk på at starte din bil en kold vintermorgen sammenlignet med den samme opgave en kølig efterårsdag, eller om hvor meget hurtigere reaktionerne i din egen krop bliver, når du varmer op ved at træne.
Bemærkelsesværdige eksperimenter
Den Europæiske Rumorganisations Planck-observatorium, der blev lanceret i rummet i 2009, omfattede instrumenter, der var frossne til 0,1 Kelvin, en justering, der er nødvendig for at forhindre mikrobølgestråling i at overskyde det indbyggede satellitkamera vision. Dette blev opnået efter lanceringen i fire trin, hvoraf nogle involverede cirkulerende præparater af brint og helium.
I 2013 tillod en unik tilgang til at sænke temperaturen forskere ved Ludwig-Maximilian-universitetet i München i Tyskland for at tvinge et lille antal atomer ind i et arrangement, der tilsyneladende ikke kun nåede absolut nul, men også var under det. De brugte magneter og lasere til at flytte en klynge på 100.000 kaliumatomer til en tilstand med en negativ temperatur på den absolutte skala.
