Teoriškai absoliutus nulis yra šalčiausia temperatūra, įmanoma bet kurioje Visatos vietoje. Tai yra Kelvino skalės, vienos iš trijų temperatūros skalių, naudojamų kasdienėje fizikoje ir gyvenime, pagrindas. Absoliutus nulis atitinka 0 laipsnių Kelvino, užrašyto kaip 0 K, kuris atitinka -273,15 ° C (arba Celsijaus) ir -459,67 ° Fahrenheito laipsnius. Kelvino skalėje nėra nei neigiamų skaičių, nei laipsnių simbolių.
Pati temperatūra yra dalelių judėjimo matas, o esant absoliučiam nuliui - visos gamtoje esančios dalelės turi minimalų su vibracija susijusį judesį, o kvantiniame-mechaniniame judesyje yra mažas judesio lygis lygiu. Mokslininkai laboratorijos sąlygomis priartėjo prie absoliutaus nulio, bet niekada to nepasiekė.
Trys temperatūros skalės ir absoliutus nulis
Vandens lydymosi (arba užšalimo) temperatūra ir vandens virimo temperatūra Celsijaus skalėje yra apibrėžiamos kaip 0 ir 100, taip pat žinomos kaip Celsijaus skalė. Fahrenheito skalė nebuvo nustatyta atsižvelgiant į tokius gamtos patogumus, o vandens lydymosi ir virimo temperatūros atitinka atitinkamai 32 ° F ir 212 ° F.
Celsijaus ir Kelvino skalės turi tą patį matavimo vienetą; tai yra, kiekvienas Kelvino temperatūros pakilimas atitinka Celsijaus temperatūros pakilimą vienu laipsniu, nors juos atsveria 273,15 laipsnio.
Norėdami konvertuoti tarp Farenheito ir Celsijaus, naudokite:
F = 1,8 C + 32
Fizinės absoliutaus nulio pasekmės
Mokslinių eksperimentų metu absoliutaus nulio pasiekiamumą riboja tai, kad arčiau absoliutaus nulio yra mokslininkas, tuo sunkiau pašalinti iš sistemos likusią šilumą - įsikišti į keletą likusių atominių susidūrimų yra praktiškai neįmanomas. 1994 m. Nacionaliniame standartų ir technologijų institute Boulderyje, Kolorado valstijoje, pasiekta rekordiškai žema temperatūra - 700 nK, arba 700 milijardų laipsnio, o 2003 m. Masačusetso technologijos instituto mokslininkai tai sumažino iki 450 pK arba 0,45 nK.
Esant normaliems kasdieniniams temperatūros apribojimams, daugelis fizinių ir cheminių reakcijų pastebimai sulėtėja. Pagalvokite apie automobilio užvedimą šaltą žiemos rytą, palyginti su ta pačia užduotimi vėsią rudens dieną, arba apie tai, kiek greičiau jūsų kūno reakcijos tampa įkaitusios sportuojant.
Žymūs eksperimentai
Europos kosmoso agentūros Plancko observatorijoje, į kosmosą paleistoje 2009 m., Buvo įšaldyti instrumentai iki 0,1 Kelvino, reikalingas koregavimas, kad mikrobangų spinduliuotė netemdytų palydovinės kameros kameros vizija. Tai pavyko pasiekti paleidus keturis etapus, iš kurių kai kurie apėmė cirkuliuojančius vandenilio ir helio preparatus.
2013 m. Unikalus temperatūros mažinimo metodas leido tyrėjams Miuncheno Ludwigo-Maximiliano universitete Vokietija priversti nedidelį skaičių atomų sudaryti susitarimą, kuris, atrodo, ne tik pasiekia absoliutų nulį, bet ir eina žemiau tai. Jie magnetais ir lazeriais perkėlė 100 000 kalio atomų grupę į būseną, kurios absoliučioje skalėje buvo neigiama temperatūra.