O zeroabsolutny i najniższa teoretyczna temperatura do którego ciało może dotrzeć. Jest to dolna granica mieszania termicznego i odpowiadająca a stan fizyczny w którym całość energia kinetyczna oraz potencjał systemu jest równa zeru. Zgodnie z trzecim prawem Termodynamika, Jeśli niektóre systemy osiągają temperaturę zera absolutnego, jego entropia staje się pusty.
Zobacz też: 7 pytań, na które nie odpowiedziała fizyka
Definicja
Na skala termodynamiczna temperatury, z podziałką w stopniach Kelvina, zero bezwzględne odpowiada 0 K, -273,15 ºC, a nawet -459,67 ºF. Teoretycznie, jeśli jakikolwiek układ termodynamiczny jest w tej temperaturze, wszystkie jego Cząsteczki, atomy oraz elektrony znajdują się w doskonałym stanie spoczynku, bez energii kinetycznej ani żadnego rodzaju interakcji między ich składnikami.
Jednak gdy materia ma temperatury bliskie zeru bezwzględnego, Prawa fizyki zmieniają zachowanie. Przy tak niskich poziomach energia, efekty kwantowe zaczynają wpływać na dynamikę atomów i cząsteczek.
Konsekwencją pojawienia się efektów kwantowych jest to, że wszelki determinizm i możliwość pomiarów dokładne (które są powszechne w fizyce klasycznej) nie mają już sensu dzięki właściwości kwantowej zew Zasada nieoznaczoności Heisenberga.
Po prostu, Zasada Heisenberga jest to narzucenie natury, które uniemożliwia nam poznanie z całkowitą precyzją czegokolwiek wielkość fizyka związana z układami kwantowymi.
Innymi słowy, dzięki tej zasadzie nie jest możliwe określenie z maksymalną precyzją pozycji a atom, bo do tego powinien być idealnie statyczny, a nie pozwalają na to właściwości daje Fizyka kwantowa.
Dlaczego nie można osiągnąć zera absolutnego?
TEN niemożliwośćod zera absolutnego wyjaśnia trzecia zasada termodynamiki. To prawo, znane również jako twierdzenie lub postulat Nernsta, stwierdza, że nie jest możliwe, przez skończoną liczbę przekształceń, aby entropia układu była zerowa.
Zobacz też:Odkryj zabawne fakty na temat promieni, które sprawią, że Twoje włosy staną dęba
Co by się stało przy zera absolutnym?
mimo niemożność osiągnięcia zera absolutnego, gdy osiągniemy zaledwie kilka stopni powyżej tej temperatury, pojawiają się interesujące efekty: atomy są bardzo blisko się nawzajem, nawet gazy, lubić wodór oraz hel, stać się solidnym. W tej temperaturze obecne są niektóre substancje właściwości nadprzewodzące, jak ligi niobu oraz tytan.
Niektórzy fizycy teoretyczni uważają również, że gdyby ciało miało osiągnąć temperaturę zera absolutnego, jego masa przestałaby istnieć. Powodem tego zachowania jest spoczynkowa energia, koncepcja stworzona przez niemieckiego fizyka Alberta Einsteina. Według relacji Einsteina między makaron i spoczynkowa energia, ciało bez energii nie może mieć masy.
Wyglądaćtakże: Fizyczne odkrycia, które miały miejsce w wyniku wypadku
Jak osiągnąć zero absolutne?
Istnieje kilka technik stosowanych przez naukowców do sztucznego tworzenia temperatur bliskich zeru bezwzględnego. Jednym z najczęściej używanych przez naukowców sposobów osiągnięcia 0 K jest chłodzenie laserowe.
Proces działa tak: a foton jest emitowany w kierunku atomu, ten foton jest absorbowany, a następnie ponownie emitowany w przeciwnym kierunku. Jednak reemitowane fotony mają energie nieco wyższe niż fotony padające, różnica energia jest pobierana z ruchu samego atomu, którego oscylacja jest redukowana, aż do prawie całkowitego zatrzymany.
Wyglądaćtakże: Dowiedz się wszystkiego o termologii
Niemożliwość zera absolutnego
zero bezwzględne to nieosiągalny, oznacza to, że nigdy nie będziemy mierzyć niczego w tej temperaturze. Ta niemożliwość ma swoje źródło w prawach termodynamiki, a także we właściwościach fizyki kwantowej. Na przykład zasada nieoznaczoności gwarantuje, że energia układu kwantowego nigdy nie będzie równa zeru.
Inny sposób zrozumienia niemożliwości zera absolutnego dotyczy proces pomiarowy temperatury. Kiedy potrzebujemy zmierzyć temperaturę ciała lub układu, używamy a termometr. Jeśli jednak postawimy termometr do pomiaru temperatury jakiegoś ciała, podobno o temperaturze 0 K, to ten przyrząd wymieni ciepło z ciałem, który będzie miał podwyższoną temperaturę, nawet na mikroskopijnych poziomach.
Przeze mnie Rafael Helerbrock
