Teoriassa absoluuttinen nolla on kylmin lämpötila, joka on mahdollista missä tahansa maailmankaikkeudessa. Se on perusta Kelvin-asteikolle, joka on yksi kolmesta jokapäiväisessä fysiikassa ja elämässä käytetystä lämpötila-asteikosta. Absoluuttinen nolla vastaa 0 Kelvin-astetta, joka on kirjoitettu 0 K: ksi, mikä vastaa -273,15 ° C (tai celsiusaste) ja -459,67 ° Fahrenheit. Kelvin-asteikko ei sisällä negatiivisia lukuja eikä tutkintasymboleja.
Lämpötila itsessään mittaa hiukkasten liikettä ja absoluuttisessa nollassa kaikkia luonnon hiukkasia niillä on minimaalinen värähtelyyn liittyvä liike, jolla on vähäinen liiketaso kvanttimekaanisessa taso. Tutkijat ovat tulleet tantalisoivasti lähelle absoluuttisen nollan saavuttamista laboratorio-olosuhteissa, mutta eivät ole koskaan saavuttaneet sitä.
Kolme lämpötila-astetta ja absoluuttinen nolla
Veden sulamispiste (tai jäätymispiste) ja veden kiehumispiste määritellään 0 ja 100 celsiusasteikolla, joka tunnetaan myös nimellä celsiusasteikko. Fahrenheit-asteikkoa ei määritetty tällaisia luonnonmukavuuksia ajatellen, ja veden sulamis- ja kiehumispisteet vastaavat vastaavasti 32 ° F ja 212 ° F.
Celsius- ja Kelvin-asteikoilla on sama mittayksikkö; toisin sanoen jokainen yhden asteen Kelvin-lämpötilan nousu vastaa yhden asteen lämpötilan nousua, vaikka ne kompensoidaan 273,15 astetta.
Muunna Fahrenheit ja Celsius välillä seuraavasti:
F = 1,8 ° C + 32
Absoluuttisen nollan fyysiset vaikutukset
Absoluuttisen nollan saavuttamisen toteutettavuutta tieteellisissä kokeissa rajoittaa se, että mitä lähempänä absoluuttista nollaa tiedemies pääsee, sitä vaikeampi on poistaa jäljellä oleva lämpö järjestelmästä - muutamiin jäljellä oleviin atomitörmäyksiin puuttuminen on käytännössä mahdotonta. Vuonna 1994 Boulderissa, Coloradossa, toiminut National Institute of Standards and Technology saavutti ennätyksellisen alhaisen lämpötilan, 700 nK, tai 700 miljardin astetta tutkintoa, ja vuonna 2003 Massachusettsin teknillisen instituutin tutkijat laskivat sen 450 pK: aan tai 0,45: een nK.
Normaaleissa, päivittäisissä lämpötilarajoituksissa monet fysikaaliset ja kemialliset reaktiot hidastuvat huomattavasti. Ajattele auton käynnistämistä kylmänä talviaamuna verrattuna samaan tehtävään viileänä syksypäivänä, tai kuinka paljon nopeampi reaktio omassa kehossasi tulee, kun lämmität liikuntaa.
Merkittäviä kokeita
Euroopan avaruusjärjestön Planckin observatorio, joka avattiin avaruuteen vuonna 2009, sisälsi jäädytettyjä instrumentteja 0,1 Kelviniin, säätö, joka tarvitaan estämään mikroaaltosäteily pilaamasta satelliittikameran kameraa näkemys. Tämä saavutettiin laukaisun jälkeen neljässä vaiheessa, joista osa koski kiertäviä vety- ja heliumvalmisteita.
Vuonna 2013 ainutlaatuinen lähestymistapa lämpötilan laskemiseen antoi tutkijoille Münchenin Ludwig-Maximilianin yliopistossa vuonna Saksa pakottaa pienen määrän atomeja järjestelyyn, joka ei vain näyttänyt saavuttavan absoluuttista nollaa, vaan menevän alle se. He käyttivät magneetteja ja lasereita siirtämään 100 000 kaliumatomin klusterin tilaan, jossa absoluuttisen asteikon lämpötila oli negatiivinen.