Teoretično je absolutna ničla najhladnejša temperatura, ki je možna kjer koli v vesolju. Je osnova za Kelvinovo lestvico, eno od treh temperaturnih lestvic, ki se uporabljajo v vsakdanji fiziki in življenju. Absolutna ničla ustreza 0 stopinjam Kelvina, zapisano kot 0 K, kar ustreza -273,15 ° Celzija (ali Celzija) in -459,67 ° Fahrenheita. Kelvinova lestvica ne vključuje niti negativnih števil niti simbolov stopinj.
Sama temperatura je merilo gibanja delcev in pri absolutni ničli vseh delcev v naravi imajo minimalno gibanje, povezano z vibracijami, z minimalno stopnjo gibanja na kvantno-mehanskem ravni. Znanstveniki so se v laboratorijskih razmerah mučno približali absolutni ničli, vendar je nikoli niso dosegli.
Tri temperaturne lestvice in absolutna ničla
Temperatura tališča (ali ledišča) vode in vrelišče vode sta določena kot 0 in 100 na stopnji Celzija, znana tudi kot stopinja Celzija. Fahrenheitova lestvica ni bila določena s takšnimi naravnimi ugodnostmi, tališče in vrelišče vode ustreza 32 ° F oziroma 212 ° F.
Lestvice Celzija in Kelvina imajo enako mersko enoto; to pomeni, da vsako stopinjsko zvišanje Kelvinove temperature ustreza enostopenjskemu dvigu Celzijeve temperature, čeprav je odtehtano za 273,15 stopinj.
Za pretvorbo med Fahrenheita in Celzija uporabite:
F = 1,8C + 32
Fizične posledice absolutne ničle
Izvedljivost doseganja absolutne ničle v znanstvenih eksperimentih je omejena z dejstvom, da se znanstvenik približa absolutni ničli, težje je odstraniti preostalo toploto iz sistema - poseganje v nekaj preostalih atomskih trkov je tako rekoč nemogoče. Leta 1994 je Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo v Boulderju v Koloradu dosegel rekordno nizko temperaturo 700 nK oz. 700 milijard delcev stopinje, leta 2003 pa so raziskovalci na Massachusetts Institute of Technology to znižali na 450 pK ali 0,45 nK.
Pri običajnih, vsakodnevnih temperaturnih omejitvah se številne fizikalne in kemijske reakcije opazno upočasnijo. Pomislite, da bi avtomobil zagnali v hladnem zimskem jutru v primerjavi z isto nalogo v hladnem jesenskem dnevu ali pa o tem, kako hitrejše postanejo reakcije v vašem telesu, ko se z vadbo segrejete.
Pomembni eksperimenti
Observatorij Evropske vesoljske agencije Planck, ki je bil odprt v vesolje leta 2009, je vključeval zamrznjene instrumente na 0,1 Kelvina, prilagoditev, ki je potrebna, da se prepreči, da bi mikrovalovno sevanje zameglilo satelitsko kamero na krovu vid. To je bilo doseženo po izstrelitvi v štirih korakih, od katerih so nekateri vključevali krožne pripravke vodika in helija.
Leta 2013 je edinstven pristop k zniževanju temperature raziskovalcem na Univerzi Ludwig-Maximilian v Münchnu omogočil leta 2013 Nemčija je prisilila majhno število atomov v ureditev, ki ni samo dosegla absolutne ničle, ampak tudi spodaj to. Z magneti in laserji so grozd 100.000 kalijevih atomov premaknili v stanje z negativno temperaturo na absolutni lestvici.
