Elméletileg az abszolút nulla a leghidegebb hőmérséklet, amely a világegyetem bárhol lehetséges. Ez az alapja a Kelvin-skálának, amely a mindennapi fizikában és életben használt három hőmérsékleti skála egyike. Az abszolút nulla 0 Kelvin-foknak felel meg, 0 K-nak írva, ami egyenértékű -273,15 ° C (vagy Celsius fok) és -459,67 ° Fahrenheit értékkel. A Kelvin-skála nem tartalmaz sem negatív számokat, sem fokszimbólumokat.
Maga a hőmérséklet a részecskék, abszolút nullánál pedig a természet összes részecskéjének mértéke minimális rezgéssel társított mozgásuk van, a kvantummechanikai mozgás minusz szintje szint. A tudósok tantalizálóan közel jártak ahhoz, hogy laboratóriumi körülmények között elérjék az abszolút nullát, de soha nem érték el.
A három hőmérsékleti skála és abszolút nulla
A víz olvadáspontját (vagy fagyáspontját) és a víz forráspontját 0 és 100 határozza meg a Celsius-skálán, más néven centigráda-skálán. A Fahrenheit-skálát nem ilyen természetes kényelmet szem előtt tartva határozták meg, és a víz olvadáspontja és forráspontja 32 ° F-nak, illetve 212 ° F-nak felel meg.
A Celsius és a Kelvin skála mértékegysége azonos; vagyis a Kelvin-hőmérséklet minden fokos emelkedése megfelel a Celsius-hőmérséklet egy fokos emelkedésének, bár ezeket 273,15 fok ellensúlyozza.
A Fahrenheit és a Celsius közötti konverzióhoz használja:
F = 1,8 C + 32
Az abszolút nulla fizikai következményei
A tudományos kísérletek során az abszolút nulla elérésének megvalósíthatóságát korlátozza az a tény, hogy a tudós minél közelebb kerül az abszolút nullához, annál nehezebb a maradék hőt eltávolítani a rendszerből - a néhány megmaradt atomi ütközésbe való beavatkozás gyakorlatilag lehetetlen. 1994-ben a Colorado államban, Boulderben működő Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet rekord alacsony, 700 nK hőmérsékletet ért el, ill. 700 milliárdnyi diploma, és 2003-ban a Massachusettsi Műszaki Intézet kutatói ezt 450 pK-ra, azaz 0,45-re csökkentették nK.
Normál, mindennapi hőmérsékleti korlátozások mellett számos fizikai és kémiai reakció észrevehetően lassul. Gondoljon arra, hogy hideg téli reggelen indítsa el autóját, összehasonlítva ugyanezzel a feladattal egy hűvös őszi napon, vagy arra, hogy mennyivel gyorsabbak lesznek a saját testében a reakciók, amikor testedzéssel felmelegszik.
Nevezetes kísérletek
Az Európai Űrügynökség Planck csillagvizsgálója, amelyet 2009-ben indítottak az űrbe, lefagyasztott műszereket tartalmazott 0,1 Kelvin értékig, ami szükséges annak megakadályozásához, hogy a mikrohullámú sugárzás elhomályosítsa a fedélzeti műholdas kamerát látomás. Ezt négy lépésben, a bevezetés után sikerült elérni, amelyek közül néhány hidrogén- és héliumkészítményt keringett.
2013-ban a hőmérséklet csökkentésének egyedülálló megközelítése lehetővé tette a müncheni Ludwig-Maximilian Egyetem kutatóinak idejét Németország kénytelen kis számú atomot kényszeríteni egy olyan elrendezésre, amely úgy tűnik, hogy nemcsak eléri az abszolút nulla értéket, hanem alatta megy azt. Mágnesek és lézerek segítségével 100 000 káliumatomból álló klasztert abszolút skálán negatív hőmérsékletű állapotba mozgattak.