Teoretisk sett er absolutt null den kaldeste temperaturen som er mulig hvor som helst i universet. Det er grunnlaget for Kelvin-skalaen, en av de tre temperaturskalaene som brukes i hverdagens fysikk og liv. Absolutt null tilsvarer 0 grader Kelvin, skrevet som 0 K, noe som tilsvarer -273,15 ° Celsius (eller celsius) og -459,67 ° Fahrenheit. Kelvin-skalaen inneholder verken negative tall eller gradssymboler.
Selve temperaturen er et mål på bevegelsen til partikler, og i absolutt null, alle partikler i naturen ha minimal vibrasjonsassosiert bevegelse, med et lite bevegelsesnivå ved kvantemekanisk nivå. Forskere har kommet spennende nær å nå absolutt null under laboratorieforhold, men har aldri oppnådd det.
De tre temperaturskalaene og absolutt null
Smeltepunktet (eller frysepunktet) for vann og vannets kokepunkt er definert som 0 og 100 på Celsius-skalaen, også kjent som celsius-skalaen. Fahrenheit-skalaen ble ikke bestemt med tanke på slike naturlige bekvemmeligheter, og smelte- og kokepunktene for vann tilsvarer henholdsvis 32 ° F og 212 ° F.
Vekten Celsius og Kelvin har samme måleenhet; det vil si at hver en-graders økning i Kelvin-temperatur tilsvarer en en-graders økning i Celsius-temperatur, selv om de motregnes av 273,15 grader.
For å konvertere mellom Fahrenheit og Celsius, bruk:
F = 1,8C + 32
De fysiske implikasjonene av absolutt null
Muligheten for å nå absolutt null i vitenskapelige eksperimenter er begrenset av det faktum at jo nærmere absolutt null en forsker kommer, jo vanskeligere er det å fjerne gjenværende varme fra systemet - å gripe inn på de få gjenværende atomkollisjonene er praktisk talt umulig. I 1994 oppnådde National Institute of Standards and Technology i Boulder, Colorado, en rekord lav temperatur på 700 nK, eller 700 milliarddeler av en grad, og i 2003 senket forskere ved Massachusetts Institute of Technology dette til 450 pK eller 0,45 nK.
Under normale, daglige temperaturbegrensninger, reduseres mange fysiske og kjemiske reaksjoner merkbart. Tenk å starte bilen en kald vintermorgen sammenlignet med samme oppgave en kjølig høstdag, eller om hvor mye raskere reaksjonene i din egen kropp blir når du varmer opp ved å trene.
Bemerkelsesverdige eksperimenter
Den europeiske romfartsorganisasjonens Planck-observatorium, lansert i verdensrommet i 2009, inkluderte instrumenter som var frossen til 0,1 Kelvin, en justering som er nødvendig for å forhindre at mikrobølgestråling skyer det innebygde satellittkameraet syn. Dette ble oppnådd etter lansering i fire trinn, hvorav noen involverte sirkulerende preparater av hydrogen og helium.
I 2013 tillot en unik tilnærming til å senke temperatur forskere ved Ludwig-Maximilian-universitetet i München i Tyskland for å tvinge et lite antall atomer inn i en ordning som tilsynelatende ikke bare nådde absolutt null, men gikk under den. De brukte magneter og lasere til å flytte en klynge på 100.000 kaliumatomer til en tilstand med en negativ temperatur på absolutt skala.