理論的には、絶対零度は宇宙のどこでも可能な最低温度です。 これは、日常の物理学や生活で使用される3つの温度スケールの1つであるケルビンスケールの基礎です。 絶対零度は0ケルビンに対応し、0 Kと表記されます。これは、摂氏-273.15°(または摂氏)および華氏-459.67°に相当します。 ケルビンスケールには、負の数も度記号も含まれていません。
温度自体は粒子の動きの尺度であり、絶対零度では、自然界のすべての粒子が 振動に関連する運動が最小限であり、量子力学での運動レベルはごくわずかです。 レベル。 科学者たちは、実験室の条件で絶対零度に興味をそそるほど近づいていますが、それを達成したことはありません。
3つの温度尺度と絶対零度
水の融解(または凝固)点と水の沸点は、摂氏スケール(摂氏スケールとも呼ばれます)で0と100として定義されます。 華氏スケールは、このような自然の利便性を考慮して決定されたものではなく、水の融点と沸点はそれぞれ32°Fと212°Fに相当します。
摂氏とケルビンのスケールの測定単位は同じです。 つまり、ケルビン温度が1度上昇するたびに、摂氏温度が1度上昇することに対応しますが、それらは273.15度オフセットされます。
華氏と摂氏の間で変換するには、次を使用します。
F = 1.8C + 32
絶対零度の物理的意味
科学実験で絶対零度に到達する可能性は、科学者が絶対零度に近づくという事実によって制限されます。 システムから残りの熱を取り除くことはより困難です–残りのいくつかの原子衝突に介入することは事実上です 不可能。 1994年、コロラド州ボールダーにある米国国立標準技術研究所は、700nKという記録的な低温を達成しました。 7000億分の1度で、2003年に、マサチューセッツ工科大学の研究者はこれを450pKまたは0.45に下げました。 nK。
通常の日常の温度制限の下では、多くの物理的および化学的反応が著しく遅くなります。 涼しい秋の日の同じタスクと比較して、寒い冬の朝に車を始動すること、または運動によって体が熱くなると自分の体の反応がどれだけ速くなるかを考えてみてください。
注目すべき実験
2009年に宇宙に打ち上げられた欧州宇宙機関のプランク天文台には、凍結された機器が含まれていました 0.1ケルビンまで、マイクロ波放射が搭載された衛星カメラを曇らせないようにするために必要な調整 ビジョン。 これは、打ち上げ後に4つのステップで達成され、その一部には水素とヘリウムの循環製剤が含まれていました。
2013年、温度を下げるための独自のアプローチにより、ルートヴィヒマクシミリアン大学ミュンヘン校の研究者は ドイツは、絶対零度に達するだけでなく、下に行くように見える配置に少数の原子を強制する それ。 彼らは磁石とレーザーを使用して、100,000個のカリウム原子のクラスターを絶対スケールで負の温度の状態に移動させました。