О нулаабсолютен и на най-ниската теоретична температура до които едно тяло може да достигне. Това е долната граница на термично разбъркване и съответства на a физическо състояние в която цялото кинетична енергия и потенциал на система е равна на нула. Според третия закон на Термодинамика, ако някаква система достига абсолютна нулева температура, нейната ентропия става нула.
Вижте също: 7 въпроса, на които физиката не е отговорила
Определение
В термодинамична скала на температура, градуирана в келвини, абсолютната нула е еквивалентна на 0 K, -273,15 ºC или дори -459,67 ºF. Теоретично, ако някоя термодинамична система е при тази температура, цялата й молекули, атоми и електрони те са в перфектно състояние на покой, без никаква кинетична енергия или какъвто и да е вид взаимодействие между техните съставни части.
Въпреки това, когато материята е при температури, близки до абсолютната нула, Законите на физиката променят поведението. При толкова ниски нива на енергия, квантовите ефекти започват да влияят върху динамиката на атомите и молекулите.
Последствието от появата на квантови ефекти е, че всички детерминизъм и възможността за измервания точни (които са често срещани в класическата физика) вече нямат смисъл, благодарение на квантово свойство повикване на Принципът на неопределеността на Хайзенберг.
Съвсем просто, на Принципът на Хайзенберг това е налагане на природата, което ни пречи да знаем с пълна точност каквото и да било величие физика, свързана с квантовите системи.
С други думи, благодарение на този принцип не е възможно да се определи с максимална точност позицията на a атом, защото за това той трябва да е идеално статичен, а това не е позволено от свойствата дава квантова физика.
Защо не е възможно да се достигне абсолютна нула?
THE невъзможностот абсолютна нула се обяснява с третия закон на термодинамиката. Този закон, известен също като теорема или постулат на Нернст, гласи, че е невъзможно чрез краен брой трансформации ентропията на една система да стане нула.
Вижте също:Открийте забавни факти за лъчите, които ще накарат косата ви да настръхне
Какво ще се случи при абсолютна нула?
въпреки не може да достигне абсолютна нула, когато достигнем само няколко градуса над тази температура, се появяват някои интересни ефекти: атомите са много близки един друг, дори и на газове, като водород и хелий, стават твърди. При тази температура присъстват някои вещества свръхпроводящи свойства, като лигите на ниобий и титан.
Някои физици-теоретици също смятат, че ако едно тяло достигне температура от абсолютна нула, то маса ще престане да съществува. Причината за това поведение е в енергия за почивка, концепция, създадена от немския физик Алберт Айнщайн. Според връзката на Айнщайн между паста и енергия за почивка, тяло без никаква енергия не може да има маса.
Вижсъщо: Физически открития, настъпили случайно
Как да достигнем абсолютна нула?
Има няколко техники, използвани от учените за изкуствено създаване на температури, близки до абсолютната нула. Един от най-използваните начини от учените за достигане на 0 K е лазерно охлаждане.
Процесът работи по следния начин: a фотон се излъчва към атом, този фотон се абсорбира и последователно се излъчва отново в обратна посока. Въпреки това, повторно излъчените фотони имат енергия малко по-висока от падащите фотони, разликата от енергията се извлича от движението на самия атом, чието трептене е намалено, докато не бъде почти напълно спряна.
Вижсъщо: Знайте всичко за Термологията
Невъзможността за абсолютна нула
абсолютната нула е недостижим, тоест никога няма да измерим нищо при тази температура. Тази невъзможност води началото си от законите на термодинамиката, а също и от свойствата на квантовата физика. Принципът на неопределеността, например, гарантира, че енергията на квантовата система никога не е нула.
Друг начин за разбиране на невъзможността за абсолютна нула се отнася до процес на измерване на температурата. Когато трябва да измерим температурата на тяло или система, ние използваме a термометър. Въпреки това, ако поставим термометър за измерване на температурата на някакво тяло, уж при температура от 0 К, този инструмент ще обменя топлина с тялото, чиято температура ще се повиши дори при микроскопични нива.
От мен Рафаел Хелерброк