Teoretic, zero absolut este cea mai rece temperatură posibilă oriunde în univers. Este baza scalei Kelvin, una dintre cele trei scale de temperatură utilizate în fizica și viața de zi cu zi. Zero absolut corespunde cu 0 grade Kelvin, scris ca 0 K, care este echivalent cu -273,15 ° Celsius (sau centigrad) și -459,67 ° Fahrenheit. Scara Kelvin nu include nici cifre negative, nici simboluri de grad.
Temperatura în sine este o măsură a mișcării particulelor și, la zero absolut, toate particulele din natură au o mișcare minimă asociată vibrațiilor, cu un nivel minuscul de mișcare la mecanica cuantică nivel. Oamenii de știință s-au apropiat atât de mult de atingerea zero absolut în condiții de laborator, dar nu au reușit niciodată acest lucru.
Cele trei scale de temperatură și zero absolut
Punctul de topire (sau de îngheț) al apei și punctul de fierbere al apei sunt definite ca 0 și 100 pe scara Celsius, cunoscută și sub numele de scară centigradă. Scara Fahrenheit nu a fost determinată având în vedere astfel de facilități naturale, iar punctele de topire și fierbere ale apei corespund la 32 ° F și respectiv 212 ° F.
Cântarele Celsius și Kelvin au aceeași unitate de măsură; adică, fiecare creștere cu un grad a temperaturii Kelvin corespunde unei creșteri cu un grad a temperaturii Celsius, deși sunt compensate cu 273,15 grade.
Pentru a converti între Fahrenheit și Celsius, utilizați:
F = 1,8C + 32
Implicațiile fizice ale zero absolut
Fezabilitatea atingerii zero absolut în experimentele științifice este limitată de faptul că cu cât un om de știință se apropie de zero absolut, cu atât este mai dificil să îndepărtați orice căldură rămasă din sistem - intervenția asupra celor câteva coliziuni atomice rămase este practic imposibil. În 1994, Institutul Național de Standarde și Tehnologie din Boulder, Colorado, a atins o temperatură record scăzută de 700 nK sau 700 de miliarde de mii de grade, iar în 2003, cercetătorii de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au redus această valoare la 450 pK sau 0,45 nK.
Sub limitări normale de temperatură zilnice, multe reacții fizice și chimice încetinesc semnificativ. Gândiți-vă la pornirea mașinii într-o dimineață rece de iarnă în comparație cu aceeași sarcină într-o zi rece de toamnă sau la cât de repede devin reacțiile din propriul corp atunci când vă încălziți prin exerciții.
Experimente remarcabile
Observatorul Planck al Agenției Spațiale Europene, lansat în spațiu în 2009, a inclus instrumente care au fost înghețate până la 0,1 Kelvin, o reglare necesară pentru a preveni radiația microundelor de a tulbura camera de satelit de la bord viziune. Acest lucru a fost realizat după lansare în patru etape, dintre care unele au implicat preparate circulante de hidrogen și heliu.
În 2013, o abordare unică a scăderii temperaturii a permis cercetătorilor de la Universitatea Ludwig-Maximilian din München din Germania să forțeze un număr mic de atomi într-un aranjament care părea că nu numai că atinge zero absolut, ci că merge mai jos aceasta. Au folosit magneți și lasere pentru a muta un grup de 100.000 de atomi de potasiu într-o stare cu o temperatură negativă pe scara absolută.