Teorētiski absolūtā nulle ir aukstākā temperatūra, kas ir iespējama jebkur Visumā. Tas ir pamats Kelvina skalai, kas ir viena no trim temperatūras skalām, ko izmanto ikdienas fizikā un dzīvē. Absolūtais nulle atbilst 0 grādiem Kelvina, kas rakstīts kā 0 K, kas ir ekvivalents -273,15 ° Celsija (vai Celsija) un -459,67 ° Fārenheita. Kelvina skalā nav ne negatīvu skaitļu, ne grādu simbolu.
Pati temperatūra ir daļiņu kustības mērītājs, un absolūtā nulle - visas daļiņas dabā ir ar minimālu ar vibrāciju saistītu kustību ar nelielu kustības līmeni kvantu mehāniskajā līmenī. Zinātnieki laboratorijas apstākļos ir nonākuši tantalizējoši tuvu absolūtās nulles sasniegšanai, taču nekad to nav sasnieguši.
Trīs temperatūras skalas un absolūtā nulle
Ūdens kušanas (vai sasalšanas) punkts un ūdens viršanas punkts tiek definēti kā 0 un 100 pēc Celsija skalas, kas pazīstama arī kā centigrada skala. Fārenheita skala netika noteikta, ņemot vērā šādas dabiskās ērtības, un ūdens kušanas un viršanas temperatūra atbilst attiecīgi 32 ° F un 212 ° F.
Celsija un Kelvina skalām ir vienāda mērvienība; tas ir, katra Kelvina temperatūras paaugstināšanās par vienu grādu atbilst Celsija temperatūras paaugstināšanai par vienu grādu, lai gan tos kompensē par 273,15 grādiem.
Lai konvertētu starp Fārenheitu un Celsija, izmantojiet:
F = 1,8 C + 32
Absolūtās nulles fiziskās sekas
Zinātniskos eksperimentos absolūtās nulles sasniegšanas iespējas ierobežo fakts, ka tuvāk absolūtai nullei zinātnieks nonāk, jo grūtāk ir noņemt atlikušo siltumu no sistēmas - iejaukšanās dažās atlikušajās atomu sadursmēs ir faktiski neiespējami. 1994. gadā Nacionālais standartu un tehnoloģiju institūts Boulderā, Kolorādo, sasniedza rekordzemu temperatūru - 700 nK jeb 700 miljardās pakāpes grādi, un 2003. gadā Masačūsetsas Tehnoloģiskā institūta pētnieki to pazemināja līdz 450 pK jeb 0,45 nK.
Normālos ikdienas temperatūras ierobežojumos daudzas fizikālās un ķīmiskās reakcijas ievērojami palēninās. Padomājiet par automašīnas iedarbināšanu aukstā ziemas rītā, salīdzinot ar to pašu uzdevumu vēsā rudens dienā, vai par to, cik daudz ātrākas reakcijas jūsu ķermenī kļūst, kad jūs sasilstat, vingrojot.
Ievērojami eksperimenti
Eiropas Kosmosa aģentūras Plankas observatorijā, kas tika atklāta kosmosā 2009. gadā, bija iesaldēti instrumenti līdz 0,1 Kelvin, korekcija, kas nepieciešama, lai novērstu mikroviļņu starojuma aizsegumu borta satelītkamerā vīzija. Tas tika panākts pēc palaišanas četros posmos, no kuriem daži bija cirkulējoši ūdeņraža un hēlija preparāti.
2013. gadā unikāla pieeja temperatūras pazemināšanai ļāva pētniekiem Minhenes Ludviga-Maksimiliana universitātē in Vācija piespieda nelielu atomu skaitu izkārtojumā, kas, šķiet, ne tikai sasniedz absolūto nulli, bet arī iet zemāk to. Viņi izmantoja magnētus un lāzerus, lai 100 000 kālija atomu kopu pārvietotu stāvoklī ar negatīvu temperatūru absolūtā mērogā.