Absolutna ničla je definirana kot točka, kjer ni več toplota je mogoče odstraniti iz sistema, v skladu s absolutno ali termodinamična temperaturna lestvica. To ustreza ničli Kelvinali minus 273,15 C. To je nič na lestvici Rankine in minus 459,67 F.
Klasična kinetična teorija trdi, da absolutna nič predstavlja odsotnost gibanja posameznih molekul. Vendar pa eksperimentalni dokazi kažejo, da temu ni tako: prej kaže, da imajo delci v absolutni nič minimalno vibracijsko gibanje. Z drugimi besedami, medtem ko toplote iz sistema ne moremo odvzeti pri absolutni ničli, absolutna ničla ne predstavlja najnižjega možnega stanja entalpije.
V kvantni mehaniki absolutna nič predstavlja najnižjo notranjo energijo trdne snovi v njenem osnovnem stanju.
Absolutna nič in temperatura
Temperatura se uporablja za opisovanje kako vročega ali hladnega predmeta. Temperatura predmeta je odvisna od hitrosti nihanja njegovih atomov in molekul. Čeprav absolutna nič predstavlja nihanja pri njihovi najčasnejši hitrosti, se njihovo gibanje nikoli popolnoma ne ustavi.
Ali je mogoče doseči absolutno ničlo
Do zdaj ni mogoče doseči absolutne ničle - čeprav so se ji približali znanstveniki. Nacionalni inštitut za standarde in tehnologijo (NIST) je leta 1994 dosegel rekordno hladno temperaturo 700 nK (milijarde kelvin). Raziskovalci Massachusetts Institute of Technology so leta 2003 postavili nov rekord v višini 0,45 nK.
Negativne temperature
Fiziki so pokazali, da je mogoče imeti negativno Kelvinovo (ali Rankinovo) temperaturo. Vendar to ne pomeni, da so delci hladnejši od absolutne ničle; raje je pokazatelj, da se je energija zmanjšala.
To je zato, ker je temperatura a termodinamična količina, ki se nanaša na energijo in entropijo. Ko se sistem približa svoji največji energiji, se njegova energija začne zmanjševati. To se zgodi le v posebnih okoliščinah, kot pri navidez ravnotežnih stanjih, v katerih spina ni ravnovesje z elektromagnetnim poljem. Toda takšna aktivnost lahko privede do negativne temperature, čeprav se ji doda energija.
Nenavadno je, da se sistem z negativno temperaturo lahko šteje za bolj vroč kot pri pozitivni. To je zato, ker je toplota določena glede na smer, v kateri teče. V svetu s pozitivno temperaturo običajno toplota teče iz toplejšega toplega štedilnika v hladnejši prostor, kot je soba. Toplota bi se pretakala iz negativnega v pozitiven sistem.
3. januarja 2013 so znanstveniki oblikovali kvantni plin, sestavljen iz kalij atomi, ki so imeli negativno temperaturo glede na stopnjo gibanja gibanja. Pred tem so leta 2011 Wolfgang Ketterle, Patrick Medley in njihova ekipa dokazali možnost negativne absolutne temperature v magnetnem sistemu.
Nove raziskave negativnih temperatur razkrivajo dodatno skrivnostno vedenje. Na primer, Achim Rosch, teoretični fizik z univerze v Kölnu v Nemčiji, je izračunal, da so atomi pri negativni absolutni temperaturi v gravitacijsko polje se lahko premika "navzgor" in ne samo "navzdol". Plin Subzero lahko posnema temno energijo, zaradi česar se vesolje hitreje in hitreje širi navznoter gravitacijski poteg.
Viri
Merali, Zeeya. "Kvantni plin je pod absolutno ničlo." Narava, Mar. 2013. doi: 10.1038 / narava.2013.12146.
Medley, Patrick in sod. "Spin Gradient Demagnetilization Hlajenje ultra hladnih atomov." Pisma o fizičnem pregledu, vol. 106, št. 19. maj 2011 doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.195301.