Teoreetiliselt on absoluutne null kõige külmem temperatuur, mis on võimalik kõikjal universumis. See on aluseks Kelvini skaalale, mis on üks kolmest igapäevases füüsikas ja elus kasutatavast temperatuuriskaalast. Absoluutne null vastab 0 Kelvini kraadile, mis on kirjutatud kui 0 K, mis vastab ekvivalendile -273,15 ° C (või Celsiuse kraad) ja -459,67 ° Fahrenheiti. Kelvini skaala ei sisalda negatiivseid arve ega kraadisümboleid.
Temperatuur ise on osakeste liikumise ja absoluutse nulli korral kõigi looduses esinevate osakeste liikumise mõõt omavad minimaalset vibratsiooniga seotud liikumist, kvantmehaanilises liikumises on minimaalne tase tasemel. Teadlased on laboritingimustes jõudnud absoluutse nulli saavutamisele tantaliseerivalt lähedale, kuid pole seda kunagi saavutanud.
Kolm temperatuuriskaalat ja absoluutne null
Vee sulamistemperatuur (või külmumispunkt) ja vee keemistemperatuur on Celsiuse skaalal määratletud kui 0 ja 100, tuntud ka kui Celsiuse skaala. Fahrenheiti skaalat ei määratletud selliseid looduslikke mugavusi silmas pidades ning vee sulamis- ja keemistemperatuurid vastavad vastavalt 32 ° F ja 212 ° F.
Celsiuse ja Kelvini skaalal on sama mõõtühik; see tähendab, et iga Kelvini temperatuuri ühe kraadi tõus vastab ühe kraadi Celsiuse temperatuuri tõusule, ehkki need kompenseeritakse 273,15 kraadi võrra.
Fahrenheiti ja Celsiuse vahel teisendamiseks kasutage:
F = 1,8 ° C + 32
Absoluutse nulli füüsilised tagajärjed
Absoluutsesse nulli jõudmise teaduslike katsete teostatavust piirab asjaolu, et mida lähemale absoluutsele nullile saab teadlane, seda keerulisem on süsteemist järelejäänud soojust eemaldada - sekkumine vähestesse järelejäänud aatomi kokkupõrgetesse on praktiliselt vajalik võimatu. 1994. aastal saavutas Colorado osariigis Boulderis asuv riiklik standardite ja tehnoloogia instituut rekordiliselt madala temperatuuri 700 nK ehk 700 miljardikku kraadi ja 2003. aastal langetasid Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased selle 450 pK-ni ehk 0,45-ni nK.
Normaalsetes igapäevastes temperatuuripiirangutes aeglustuvad paljud füüsikalised ja keemilised reaktsioonid märgatavalt. Mõelge oma auto käivitamisest külmal talvehommikul, võrreldes sama ülesandega jahedal sügispäeval, või sellest, kui palju kiiremini muutuvad teie enda keha reaktsioonid, kui treenides soojenete.
Märkimisväärsed katsed
2009. aastal kosmosesse lastud Euroopa Kosmoseagentuuri Plancki vaatluskeskus sisaldas külmutatud instrumente 0,1 Kelvini, mis on vajalik selleks, et vältida mikrolainekiirguse pardal oleva satelliitkaamera hägustumist nägemus. See saavutati pärast käivitamist neljas etapis, millest mõned hõlmasid vesiniku ja heeliumi preparaatide ringlust.
2013. aastal võimaldas ainulaadne lähenemine temperatuuri langetamisele Müncheni Ludwig-Maximiliani ülikooli teadlastele aastal Saksamaa sundis väikese arvu aatomite paigutusse, mis näis mitte ainult saavutavat absoluutse nulli, vaid ka allapoole seda. Nad kasutasid magnetite ja laserite abil 100 000 kaaliumiaatomist koosneva kobara absoluutskaalal negatiivse temperatuuriga olekusse viimiseks.