Secara teoritis, nol mutlak adalah suhu terdingin yang mungkin terjadi di mana pun di alam semesta. Ini adalah dasar untuk skala Kelvin, salah satu dari tiga skala suhu yang digunakan dalam fisika dan kehidupan sehari-hari. Nol mutlak sesuai dengan 0 derajat Kelvin, ditulis sebagai 0 K, yang setara dengan -273,15 ° Celcius (atau Celcius) dan -459,67 ° Fahrenheit. Skala Kelvin tidak termasuk angka negatif atau simbol derajat.
Suhu itu sendiri adalah ukuran pergerakan partikel, dan pada nol mutlak, semua partikel di alam memiliki gerakan terkait getaran minimal, dengan tingkat gerakan yang sangat kecil pada mekanika kuantum tingkat. Para ilmuwan hampir mendekati nol mutlak dalam kondisi laboratorium, tetapi tidak pernah mencapainya.
Tiga Skala Suhu dan Nol Mutlak
Titik leleh (atau beku) air dan titik didih air didefinisikan sebagai 0 dan 100 pada skala Celcius, juga dikenal sebagai skala celcius. Skala Fahrenheit tidak ditentukan dengan pertimbangan kenyamanan alami seperti itu, dan titik leleh dan titik didih air masing-masing sesuai dengan 32°F dan 212°F.
Skala Celsius dan Kelvin memiliki satuan ukuran yang sama; yaitu, setiap kenaikan satu derajat suhu Kelvin sama dengan kenaikan satu derajat suhu Celcius, meskipun mereka diimbangi dengan 273,15 derajat.
Untuk mengkonversi antara Fahrenheit dan Celcius, gunakan:
F = 1.8C + 32
Implikasi Fisik dari Nol Mutlak
Kelayakan mencapai nol mutlak dalam eksperimen ilmiah dibatasi oleh fakta bahwa semakin mendekati nol mutlak seorang ilmuwan, semakin sulit untuk menghilangkan panas yang tersisa dari sistem – campur tangan pada beberapa tumbukan atom yang tersisa hampir mustahil. Pada tahun 1994, Institut Nasional Standar dan Teknologi di Boulder, Colorado, mencapai rekor suhu terendah 700 nK, atau 700 miliar derajat, dan pada tahun 2003, para peneliti di Massachusetts Institute of Technology menurunkannya menjadi 450 pK atau 0,45 nK.
Di bawah normal, batasan suhu sehari-hari, banyak reaksi fisik dan kimia terasa lambat. Pikirkan untuk memulai mobil Anda di pagi musim dingin yang dingin dibandingkan dengan tugas yang sama pada hari musim gugur yang sejuk, atau tentang seberapa cepat reaksi dalam tubuh Anda sendiri ketika Anda memanas dengan berolahraga.
Eksperimen Terkemuka
Observatorium Planck Badan Antariksa Eropa, diluncurkan ke luar angkasa pada tahun 2009, termasuk instrumen yang dibekukan hingga 0,1 Kelvin, penyesuaian yang diperlukan untuk mencegah radiasi gelombang mikro mengaburkan kamera satelit onboard penglihatan. Ini dicapai setelah peluncuran dalam empat langkah, beberapa di antaranya melibatkan persiapan sirkulasi hidrogen dan helium.
Pada tahun 2013, pendekatan unik untuk menurunkan suhu memungkinkan para peneliti di Universitas Ludwig-Maximilian Munich di Jerman untuk memaksa sejumlah kecil atom ke dalam pengaturan yang tampaknya tidak hanya mencapai nol mutlak tetapi juga di bawah saya t. Mereka menggunakan magnet dan laser untuk memindahkan sekelompok 100.000 atom kalium ke keadaan dengan suhu negatif pada skala absolut.