Ano ang absolute 0 temperature? Ganap na zero. Ang temperatura ay sinusukat sa iba't ibang sukat

Ang absolute zero ay tumutugma sa temperatura na −273.15 °C.

Ito ay pinaniniwalaan na ang absolute zero ay hindi matamo sa pagsasanay. Ang pag-iral at posisyon nito sa sukat ng temperatura ay sumusunod mula sa extrapolation ng mga naobserbahang pisikal na phenomena, at ang naturang extrapolation ay nagpapakita na sa absolute zero ang enerhiya ng thermal motion ng mga molecule at atoms ng isang substance ay dapat na katumbas ng zero, iyon ay, ang magulong paggalaw ng mga particle huminto, at bumubuo sila ng isang nakaayos na istraktura, na sumasakop sa malinaw na posisyon sa mga node ng kristal na sala-sala. Gayunpaman, sa katunayan, kahit na sa ganap na zero na temperatura, ang mga regular na paggalaw ng mga particle na bumubuo sa bagay ay mananatili. Ang natitirang mga oscillations, tulad ng mga zero-point oscillations, ay dahil sa mga katangian ng quantum ng mga particle at ang pisikal na vacuum na nakapaligid sa kanila.

Sa kasalukuyan, sa mga pisikal na laboratoryo ay posible na makakuha ng mga temperatura na lampas sa absolute zero sa pamamagitan lamang ng ilang milyon ng isang degree; upang makamit ito mismo, ayon sa mga batas ng thermodynamics, ay imposible.

Mga Tala

Panitikan

• G. Burmin. Pag-atake sa absolute zero. - M.: "Panitikan ng mga Bata", 1983.

Tingnan din

Wikimedia Foundation.

Mga kasingkahulugan

Tingnan kung ano ang "Absolute zero" sa iba pang mga diksyunaryo: Temperatura, ang pinagmulan ng temperatura sa thermodynamic temperature scale (tingnan ang THERMODYNAMIC TEMPERATURE SCALE). Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16 °C sa ibaba ng temperatura ng triple point (tingnan ang TRIPLE POINT) ng tubig, kung saan ito ay tinatanggap ... ...

Encyclopedic Dictionary Temperatura, ang pinagmulan ng temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16°C sa ibaba ng triple point temperature ng tubig (0.01°C). Ang absolute zero ay hindi maaabot, halos maabot na ang temperatura... ...

Makabagong encyclopedia Ang mga temperatura ay ang panimulang punto para sa temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan sa 273.16.C sa ibaba ng temperatura ng triple point ng tubig, kung saan ang halaga ay 0.01.C. Ang absolute zero ay hindi makakamit sa panimula (tingnan ang... ...

Ang temperatura, na nagpapahayag ng kawalan ng init, ay katumbas ng 218° C. Diksyunaryo ng mga salitang banyaga na kasama sa wikang Ruso. Pavlenkov F., 1907. absolute zero temperature (pisikal) - ang pinakamababang posibleng temperatura (273.15°C). Malaking diksyunaryo...... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

ganap na zero- Ang napakababang temperatura kung saan humihinto ang thermal movement ng mga molekula sa sukat ng Kelvin, ang absolute zero (0°K) ay tumutugma sa –273.16±0.01°C... Diksyunaryo ng Heograpiya

Pangngalan, bilang ng kasingkahulugan: 15 round zero (8) small man (32) small fry ... Diksyunaryo ng mga kasingkahulugan

TALAGANG ZERO- napakababang temperatura kung saan humihinto ang thermal movement ng mga molekula. Ang presyon at dami ng isang perpektong gas, ayon sa batas ni Boyle-Mariotte, ay nagiging katumbas ng zero, at ang simula ng ganap na temperatura sa sukat ng Kelvin ay itinuturing na... ... Diksyonaryo ng ekolohiya

ganap na zero- - [A.S. Goldberg. English-Russian energy dictionary. 2006] Mga paksa sa enerhiya sa pangkalahatan EN zeropoint ... Gabay sa Teknikal na Tagasalin

Ang simula ng absolute temperature reference. Tumutugon sa 273.16° C. Sa kasalukuyan, sa mga pisikal na laboratoryo ay posible na makakuha ng temperatura na lampas sa absolute zero ng ilang milyon lamang ng isang degree, at upang makamit ito, ayon sa mga batas... ... Collier's Encyclopedia

ganap na zero- absoliutusis nulis status bilang T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau vandens trigubojo taško. Tai 273.16 °C, 459.69 °F arba 0 K temperatūra. atitikmenys: engl.… … Penkiakalbis aiškinamasi metrologijos terminų žodynas

ganap na zero- absoliutusis nulis status bilang T sritis chemija apibrėžtis Kelvino skalės nulis (−273.16 °C). atitikmenys: engl. ganap na zero rus. ganap na zero... Chemijos terminų aiškinamasi žodynas

Kahit na hindi ka isang physicist, malamang na pamilyar ka sa konsepto ng temperatura. Ngunit kung hindi ka pinalad na lumaki sa kagubatan o sa ibang planeta, narito ang isang mabilis na pangkalahatang-ideya.

Ang temperatura ay isang sukatan ng dami ng panloob na random na enerhiya ng isang materyal. Ang salitang "panloob" ay napakahalaga. Magtapon ng snowball, at kahit na ang pangunahing paggalaw ay magiging mabilis, ang snowball ay mananatiling malamig. Sa kabilang banda, kung titingnan mo ang mga molekula ng hangin na lumilipad sa paligid ng isang silid, isang ordinaryong molekula ng oxygen ang nagprito sa libu-libong kilometro bawat oras.

Karaniwan kaming nananatiling tahimik pagdating sa mga teknikal na detalye, kaya para lamang sa mga eksperto, ituturo namin na ang temperatura ay medyo mas kumplikado kaysa sa sinabi namin. Ang tunay na kahulugan ng temperatura ay nagsasangkot kung gaano karaming enerhiya ang kailangan mong gastusin para sa bawat yunit ng entropy (disorder, kung gusto mo ng mas malinaw na salita;). Ngunit laktawan natin ang mga subtleties at tumuon lamang sa katotohanan na ang mga random na molekula ng hangin o tubig sa yelo ay gagalaw o mag-vibrate nang mas mabagal at mas mabagal habang bumababa ang temperatura.

Ang absolute zero ay isang temperatura na -273.15 degrees Celsius, -459.67 Fahrenheit at simpleng 0 Kelvin. Ito ang punto kung saan ganap na huminto ang thermal movement.

Hihinto ba ang lahat?

Sa klasikal na pagsasaalang-alang ng isyu, ang lahat ay humihinto sa ganap na zero, ngunit ito ay sa sandaling ito na ang kakila-kilabot na mukha ng quantum mechanics ay sumilip mula sa paligid. Isa sa mga hula ng quantum mechanics na sumisira sa dugo ay hindi mo masusukat ang eksaktong posisyon o momentum ng isang particle nang may perpektong katiyakan. Ito ay kilala bilang Prinsipyo ng kawalan ng katiyakan ng Heisenberg.

Kung maaari mong palamigin ang isang selyadong silid sa ganap na zero, mga kakaibang bagay ang mangyayari (higit pa tungkol doon sa ibang pagkakataon). Ang presyon ng hangin ay bababa sa halos zero, at dahil ang presyon ng hangin ay karaniwang sumasalungat sa gravity, ang hangin ay babagsak sa isang napakanipis na layer sa sahig.

Ngunit gayunpaman, kung masusukat mo ang mga indibidwal na molekula, makakahanap ka ng isang bagay na kawili-wili: nag-vibrate at umiikot ang mga ito, kaunting kawalan ng katiyakan sa dami sa trabaho. Upang tuldok ang i, kung susukatin mo ang pag-ikot ng mga molekula ng carbon dioxide sa absolute zero, makikita mo na ang mga atomo ng oxygen ay lumilipad sa paligid ng carbon sa ilang kilometro bawat oras - mas mabilis kaysa sa iyong inaakala.

Ang usapan ay umabot sa dead end. Kapag pinag-uusapan natin ang quantum world, nawawalan ng kahulugan ang paggalaw. Sa mga sukat na ito, ang lahat ay natutukoy sa pamamagitan ng kawalan ng katiyakan, kaya hindi ang mga particle ay nakatigil, ikaw lamang hindi mo na magagawa sukatin sila ng ganito parang hindi sila kumikibo.

Gaano ka mababa ang maaari mong pumunta?

Ang pagtugis ng absolute zero ay mahalagang nahaharap sa parehong mga problema bilang . Upang maabot ang bilis ng liwanag ay nangangailangan ng walang katapusang dami ng enerhiya, at ang pag-abot sa absolute zero ay nangangailangan ng pagkuha ng walang katapusang dami ng init. Ang parehong mga prosesong ito ay imposible, kung mayroon man.

Sa kabila ng katotohanan na hindi pa natin nakakamit ang aktwal na estado ng absolute zero, napakalapit natin dito (bagaman ang "napaka" sa kasong ito ay isang napakaluwag na konsepto; tulad ng isang nursery rhyme: dalawa, tatlo, apat, apat at isang kalahati, apat sa isang string, apat sa lapad ng isang buhok, lima). Ang pinakamalamig na temperatura na naitala sa Earth ay naitala sa Antarctica noong 1983, sa -89.15 degrees Celsius (184K).

Siyempre, kung gusto mong magpalamig sa paraang parang bata, kailangan mong sumisid sa kailaliman ng kalawakan. Ang buong uniberso ay naliligo sa mga labi ng radiation mula sa Big Bang, sa pinakawalang laman na mga rehiyon ng kalawakan - 2.73 degrees Kelvin, na mas malamig kaysa sa temperatura ng likidong helium na nakuha natin sa Earth isang siglo na ang nakakaraan.

Ngunit ang mga low-temperature physicist ay gumagamit ng freeze rays upang dalhin ang teknolohiya sa isang bagong antas. Maaaring magulat ka na malaman na ang mga freeze ray ay may anyo ng mga laser. Pero paano? Ang mga laser ay dapat na masunog.

Lahat ay totoo, ngunit ang mga laser ay may isang tampok - maaaring sabihin ng isa, ang pinakahuli: lahat ng liwanag ay ibinubuga sa isang dalas. Ang mga ordinaryong neutral na atom ay hindi nakikipag-ugnayan sa liwanag sa lahat maliban kung ang dalas ay tiyak na nakatutok. Kung ang isang atom ay lumilipad patungo sa isang pinagmumulan ng liwanag, ang ilaw ay tumatanggap ng Doppler shift at umabot sa mas mataas na frequency. Ang atom ay sumisipsip ng mas kaunting enerhiya ng photon kaysa sa magagawa nito. Kaya't kung i-tune mo ang laser na mas mababa, ang mabilis na gumagalaw na mga atom ay sumisipsip ng liwanag, at sa pamamagitan ng paglabas ng photon sa isang random na direksyon, mawawalan sila ng kaunting enerhiya sa karaniwan. Kung uulitin mo ang proseso, maaari mong palamigin ang gas sa isang temperatura na mas mababa sa isang nanoKelvin, isang bilyon ng isang degree.

Ang lahat ay tumatagal sa isang mas matinding tono. Ang rekord ng mundo para sa pinakamababang temperatura ay mas mababa sa ikasampu ng isang bilyong degree sa itaas ng absolute zero. Mga device na nakakamit ang bitag na mga atom sa magnetic field. Ang "temperatura" ay hindi gaanong nakasalalay sa mga atomo mismo, ngunit sa pag-ikot ng atomic nuclei.

Ngayon, para maibalik ang hustisya, kailangan nating maging malikhain. Kapag karaniwan naming naiisip ang isang bagay na nagyelo sa isang bilyong bahagi, malamang na makakakuha ka ng larawan ng kahit na mga molekula ng hangin na nagyeyelo sa lugar. Maaaring isipin ng isa ang isang mapanirang apocalyptic na aparato na nagyeyelo sa likod ng mga atomo.

Sa huli, kung gusto mo talagang makaranas ng mababang temperatura, ang kailangan mo lang gawin ay maghintay. Pagkatapos ng humigit-kumulang 17 bilyong taon, ang background radiation sa Uniberso ay lalamig sa 1K. Sa 95 bilyong taon ang temperatura ay magiging humigit-kumulang 0.01K. Sa 400 bilyong taon, ang malalim na espasyo ay magiging kasing lamig ng pinakamalamig na eksperimento sa Earth, at mas malamig pa pagkatapos nito. Kung nagtataka ka kung bakit napakabilis ng paglamig ng uniberso, magpasalamat sa ating mga kaibigan: entropy At madilim na enerhiya. Ang uniberso ay nasa acceleration mode, papasok sa panahon ng exponential growth na magpapatuloy magpakailanman. Ang mga bagay ay mag-freeze nang napakabilis.

Anong pakialam natin?

Ang lahat ng ito, siyempre, ay kahanga-hanga, at ang pagsira ng mga rekord ay maganda rin. Ngunit ano ang punto? Well, maraming magandang dahilan para maunawaan ang mababang temperatura, at hindi lamang bilang isang panalo.

Ang mabubuting tao sa NIST, halimbawa, ay gustong gumawa ng cool na orasan. Ang mga pamantayan ng oras ay batay sa mga bagay tulad ng dalas ng atom ng cesium. Kung masyadong gumagalaw ang atom ng cesium, lumilikha ito ng kawalan ng katiyakan sa mga sukat, na sa kalaunan ay magiging sanhi ng malfunction ng orasan.

Ngunit higit sa lahat, lalo na mula sa isang siyentipikong pananaw, ang mga materyales ay kumikilos nang baliw sa napakababang temperatura. Halimbawa, kung paanong ang isang laser ay gawa sa mga photon na naka-synchronize sa isa't isa - sa parehong dalas at yugto - kaya isang materyal na kilala bilang isang Bose-Einstein condensate ay maaaring malikha. Sa loob nito, ang lahat ng mga atomo ay nasa parehong estado. O isipin ang isang amalgam kung saan ang bawat atom ay nawawalan ng sariling katangian at ang buong masa ay tumutugon bilang isang null-super-atom.

Sa napakababang temperatura, maraming mga materyales ang nagiging superfluid, ibig sabihin, maaari silang walang lagkit, mag-stack sa mga ultra-manipis na layer, at kahit na lumalaban sa gravity upang makamit ang isang minimum na enerhiya. Gayundin, sa mababang temperatura, maraming materyales ang nagiging superconducting, ibig sabihin ay walang electrical resistance. may kakayahang tumugon sa mga panlabas na magnetic field sa paraang ganap na kanselahin ang mga ito sa loob ng metal. Bilang resulta, maaari mong pagsamahin ang malamig na temperatura at isang magnet at makakuha ng isang bagay tulad ng levitation.

Bakit mayroong absolute zero, ngunit hindi absolute maximum?

Tingnan natin ang iba pang sukdulan. Kung ang temperatura ay isang sukat lamang ng enerhiya, maaari nating isipin na ang mga atomo ay papalapit nang papalapit sa bilis ng liwanag. Ito ay hindi maaaring magpatuloy magpakailanman, hindi ba?

Ang maikling sagot ay: hindi namin alam. Posible na literal na mayroong isang bagay tulad ng walang katapusang temperatura, ngunit kung mayroong ganap na limitasyon, ang batang uniberso ay nagbibigay ng ilang medyo kawili-wiling mga pahiwatig kung ano ito. Ang pinakamataas na temperatura na kilala (kahit sa ating uniberso) ay malamang na naganap sa panahon ng tinatawag na panahon ni Planck. Ito ay isang sandali 10^-43 segundo pagkatapos ng Big Bang nang ang gravity na humiwalay sa quantum mechanics at physics ay naging eksakto kung ano ito ngayon. Ang temperatura noong panahong iyon ay humigit-kumulang 10^32 K. Ito ay isang septillion beses na mas mainit kaysa sa loob ng ating Araw.

Muli, hindi kami sigurado kung ito ang pinakamainit na temperatura. Dahil wala tayong kahit isang malaking modelo ng uniberso noong panahon ni Planck, hindi rin tayo sigurado na ang uniberso ay kumulo sa ganoong estado. Sa anumang kaso, kami ay maraming beses na mas malapit sa absolute zero kaysa sa absolute heat.

Ganap na zero na temperatura

Ganap na zero na temperatura(mas madalas - ganap na zero na temperatura) - ang pinakamababang limitasyon sa temperatura na maaaring magkaroon ng pisikal na katawan sa Uniberso. Ang absolute zero ay nagsisilbing pinagmulan ng isang absolute temperature scale, gaya ng Kelvin scale. Noong 1954, ang X General Conference on Weights and Measures ay nagtatag ng thermodynamic temperature scale na may isang reference point - ang triple point ng tubig, na ang temperatura ay kinuha na 273.16 K (eksakto), na tumutugma sa 0.01 °C, kaya na sa sukat ng Celsius ang temperatura ay tumutugma sa absolute zero −273.15 °C.

Ang mga phenomena na naobserbahan malapit sa absolute zero

Sa mga temperaturang malapit sa absolute zero, puro quantum effect ang makikita sa macroscopic level, gaya ng:

Mga Tala

Panitikan

• G. Burmin. Pag-atake sa absolute zero. - M.: "Panitikan ng mga Bata", 1983

Tingnan din

Wikimedia Foundation.

• Goering
• Kshapanaka

Tingnan kung ano ang "Absolute zero temperature" sa iba pang mga diksyunaryo:

GANAP NA ZERO TEMPERATURE- thermodynamic reference point. temp; matatagpuan 273.16 K sa ibaba ng triple point temperature (0.01 ° C) ng tubig (273.15 ° C sa ibaba ng zero temperature sa Celsius scale, (tingnan ang TEMPERATURE SCALES). Ang pagkakaroon ng thermodynamic temperature scale at A. n. T.… … Pisikal na encyclopedia

ganap na zero na temperatura- ang simula ng absolute temperature reading sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay nasa 273.16ºC sa ibaba ng triple point temperature ng tubig, na ipinapalagay na 0.01ºC. Ang ganap na zero na temperatura ay sa panimula ay hindi matamo... ... Temperatura, ang pinagmulan ng temperatura sa thermodynamic temperature scale (tingnan ang THERMODYNAMIC TEMPERATURE SCALE). Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16 °C sa ibaba ng temperatura ng triple point (tingnan ang TRIPLE POINT) ng tubig, kung saan ito ay tinatanggap ... ...

ganap na zero na temperatura- absoliutusis nulis status bilang T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau trigubojo vandens taško. Pagal trečiąjį termodinamikos dėsnį, absoliutusis nulis nepasiekiamas. atitikmenys: engl.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Ganap na zero na temperatura- ang paunang pagbasa sa Kelvin scale ay isang negatibong temperatura na 273.16 degrees sa Celsius na sukat... Ang simula ng modernong natural na agham

TALAGANG ZERO- temperatura, ang simula ng pagbabasa ng temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16°C sa ibaba ng triple point temperature ng tubig (0.01°C). Ang absolute zero ay hindi maaabot, halos maabot na ang temperatura... ... Temperatura, ang pinagmulan ng temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16°C sa ibaba ng triple point temperature ng tubig (0.01°C). Ang absolute zero ay hindi maaabot, halos maabot na ang temperatura... ...

TALAGANG ZERO- Ang temperatura ay ang simula ng pagbabasa ng temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan sa 273.16.C sa ibaba ng temperatura ng triple point ng tubig, kung saan ang halaga ay 0.01.C. Ang absolute zero ay hindi makakamit sa panimula (tingnan ang... ... Ang mga temperatura ay ang panimulang punto para sa temperatura sa thermodynamic temperature scale. Ang absolute zero ay matatagpuan sa 273.16.C sa ibaba ng temperatura ng triple point ng tubig, kung saan ang halaga ay 0.01.C. Ang absolute zero ay hindi makakamit sa panimula (tingnan ang... ...

TALAGANG ZERO- temperatura, na nagpapahayag ng kawalan ng init, ay katumbas ng 218 ° C. Diksyunaryo ng mga banyagang salita na kasama sa wikang Ruso. Pavlenkov F., 1907. absolute zero temperature (pisikal) - ang pinakamababang posibleng temperatura (273.15°C). Malaking diksyunaryo...... Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

TALAGANG ZERO- temperatura, ang simula ng temperatura sa thermodynamic temperature scale (tingnan ang THERMODYNAMIC TEMPERATURE SCALE). Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16 °C sa ibaba ng temperatura ng triple point (tingnan ang TRIPLE POINT) ng tubig, kung saan ito ay tinatanggap ... ... Temperatura, ang pinagmulan ng temperatura sa thermodynamic temperature scale (tingnan ang THERMODYNAMIC TEMPERATURE SCALE). Ang absolute zero ay matatagpuan 273.16 °C sa ibaba ng temperatura ng triple point (tingnan ang TRIPLE POINT) ng tubig, kung saan ito ay tinatanggap ... ...

TALAGANG ZERO- napakababang temperatura kung saan humihinto ang thermal movement ng mga molekula. Ang presyon at dami ng isang perpektong gas, ayon sa batas ni Boyle-Mariotte, ay nagiging katumbas ng zero, at ang simula ng ganap na temperatura sa sukat ng Kelvin ay itinuturing na... ... Diksyonaryo ng ekolohiya

TALAGANG ZERO- ang simula ng ganap na bilang ng temperatura. Tumutugon sa 273.16° C. Sa kasalukuyan, sa mga pisikal na laboratoryo ay posible na makakuha ng temperatura na lampas sa absolute zero ng ilang milyon lamang ng isang degree, at upang makamit ito, ayon sa mga batas... ... Collier's Encyclopedia

Na maaaring magkaroon ng pisikal na katawan sa Uniberso. Ang absolute zero ay nagsisilbing pinagmulan ng isang absolute temperature scale, gaya ng Kelvin scale. Noong 1954, ang X General Conference on Weights and Measures ay nagtatag ng thermodynamic temperature scale na may isang reference point - ang triple point ng tubig, na ang temperatura ay kinuha na 273.16 K (eksakto), na tumutugma sa 0.01 °C, kaya na sa sukat ng Celsius ay tumutugma sa ganap na zero na temperatura −273.15 °C o -459.67 °F (Fahrenheit).

Kwento

Noong 1703, ipinakilala ng French physicist na si Guillaume Amontons ang isang air thermometer, kung saan ang temperatura kung saan ang hangin ay "nawalan ng lahat ng pagkalastiko nito" ay kinuha bilang zero ng sukatan. Ang halaga na kanyang nakalkula ay −239.5 °C.

Sa kinetic theory ng init ni M.V Lomonosov, ang init ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng "rotary" na paggalaw. Ang paghinto ng paggalaw ay nangangahulugan ng matinding antas ng lamig (sa modernong terminolohiya, absolute zero).

Sa akdang "Pyrometry" na inilathala noong 1779, nilinaw ng German scientist na si Lambert (Aleman: Johann Heinrich Lambert) ang halaga na nakuha ni Amonton at nakuha ang −270 °C

Ano ang absolute zero (karaniwang zero)? Talaga bang umiiral ang temperaturang ito saanman sa uniberso? Maaari ba nating palamigin ang anumang bagay sa ganap na zero sa totoong buhay? Kung iniisip mo kung posible bang talunin ang malamig na alon, tuklasin natin ang pinakamalayong lugar ng malamig na temperatura...

Ano ang absolute zero (karaniwang zero)? Talaga bang umiiral ang temperaturang ito saanman sa uniberso? Maaari ba nating palamigin ang anumang bagay sa ganap na zero sa totoong buhay? Kung iniisip mo kung posible bang talunin ang malamig na alon, tuklasin natin ang pinakamalayong lugar ng malamig na temperatura...

Kahit na hindi ka isang physicist, malamang na pamilyar ka sa konsepto ng temperatura. Ang temperatura ay isang sukatan ng dami ng panloob na random na enerhiya ng isang materyal. Ang salitang "panloob" ay napakahalaga. Magtapon ng snowball, at kahit na ang pangunahing paggalaw ay magiging mabilis, ang snowball ay mananatiling malamig. Sa kabilang banda, kung titingnan mo ang mga molekula ng hangin na lumilipad sa paligid ng isang silid, isang ordinaryong molekula ng oxygen ang nagprito sa libu-libong kilometro bawat oras.

Karaniwan kaming nananatiling tahimik pagdating sa mga teknikal na detalye, kaya para lamang sa mga eksperto, ituturo namin na ang temperatura ay medyo mas kumplikado kaysa sa sinabi namin. Ang tunay na kahulugan ng temperatura ay nagsasangkot kung gaano karaming enerhiya ang kailangan mong gastusin para sa bawat yunit ng entropy (disorder, kung gusto mo ng mas malinaw na salita). Ngunit laktawan natin ang mga subtleties at tumuon lamang sa katotohanan na ang mga random na molekula ng hangin o tubig sa yelo ay gagalaw o mag-vibrate nang mas mabagal at mas mabagal habang bumababa ang temperatura.

Ang absolute zero ay isang temperatura na -273.15 degrees Celsius, -459.67 Fahrenheit at simpleng 0 Kelvin. Ito ang punto kung saan ganap na huminto ang thermal movement.

Hihinto ba ang lahat?

Sa klasikal na pagsasaalang-alang ng isyu, ang lahat ay humihinto sa ganap na zero, ngunit ito ay sa sandaling ito na ang kakila-kilabot na mukha ng quantum mechanics ay sumilip mula sa paligid ng sulok. Isa sa mga hula ng quantum mechanics na sumisira sa dugo ng higit sa ilang physicist ay hindi mo masusukat ang eksaktong posisyon o momentum ng isang particle nang may perpektong katiyakan. Ito ay kilala bilang ang Heisenberg uncertainty principle.

Kung maaari mong palamigin ang isang selyadong silid sa ganap na zero, mga kakaibang bagay ang mangyayari (higit pa tungkol doon sa ibang pagkakataon). Ang presyon ng hangin ay bababa sa halos zero, at dahil ang presyon ng hangin ay karaniwang sumasalungat sa gravity, ang hangin ay babagsak sa isang napakanipis na layer sa sahig.

Ngunit gayunpaman, kung masusukat mo ang mga indibidwal na molekula, makakahanap ka ng isang bagay na kawili-wili: nag-vibrate at umiikot ang mga ito, kaunting kawalan ng katiyakan sa dami sa trabaho. Upang tuldok ang i, kung susukatin mo ang pag-ikot ng mga molekula ng carbon dioxide sa absolute zero, makikita mo na ang mga atomo ng oxygen ay lumilipad sa paligid ng carbon sa ilang kilometro bawat oras - mas mabilis kaysa sa iyong inaakala.

Ang usapan ay umabot sa dead end. Kapag pinag-uusapan natin ang quantum world, nawawalan ng kahulugan ang paggalaw. Sa mga kaliskis na ito, ang lahat ay tinutukoy ng kawalan ng katiyakan, kaya't hindi ang mga particle ay nakatigil, ngunit hindi mo masusukat ang mga ito na parang sila ay nakatigil.

Gaano ka mababa ang maaari mong pumunta?

Ang pagtugis ng absolute zero ay mahalagang nahaharap sa parehong mga problema tulad ng pagtugis ng bilis ng liwanag. Upang maabot ang bilis ng liwanag ay nangangailangan ng walang katapusang dami ng enerhiya, at ang pag-abot sa absolute zero ay nangangailangan ng pagkuha ng walang katapusang dami ng init. Ang parehong mga prosesong ito ay imposible, kung mayroon man.

Sa kabila ng katotohanan na hindi pa natin nakakamit ang aktwal na estado ng absolute zero, napakalapit natin dito (bagaman ang "napaka" sa kasong ito ay isang napakaluwag na konsepto; tulad ng isang nursery rhyme: dalawa, tatlo, apat, apat at isang kalahati, apat sa isang string, apat sa lapad ng isang buhok, lima). Ang pinakamalamig na temperatura na naitala sa Earth ay naitala sa Antarctica noong 1983, sa -89.15 degrees Celsius (184K).

Siyempre, kung gusto mong magpalamig sa paraang parang bata, kailangan mong sumisid sa kailaliman ng kalawakan. Ang buong uniberso ay naliligo sa mga labi ng radiation mula sa Big Bang, sa pinakawalang laman na mga rehiyon ng kalawakan - 2.73 degrees Kelvin, na mas malamig kaysa sa temperatura ng likidong helium na nakuha natin sa Earth isang siglo na ang nakakaraan.

Ngunit ang mga low-temperature physicist ay gumagamit ng freeze rays upang dalhin ang teknolohiya sa isang bagong antas. Maaaring magulat ka na malaman na ang mga freeze ray ay may anyo ng mga laser. Pero paano? Ang mga laser ay dapat na masunog.

Lahat ay totoo, ngunit ang mga laser ay may isang tampok - maaaring sabihin ng isa, ang pinakahuli: lahat ng liwanag ay ibinubuga sa isang dalas. Ang mga ordinaryong neutral na atom ay hindi nakikipag-ugnayan sa liwanag sa lahat maliban kung ang dalas ay tiyak na nakatutok. Kung ang isang atom ay lumilipad patungo sa isang pinagmumulan ng liwanag, ang ilaw ay tumatanggap ng Doppler shift at umabot sa mas mataas na frequency. Ang atom ay sumisipsip ng mas kaunting enerhiya ng photon kaysa sa magagawa nito. Kaya't kung i-tune mo ang laser na mas mababa, ang mabilis na gumagalaw na mga atom ay sumisipsip ng liwanag, at sa pamamagitan ng paglabas ng photon sa isang random na direksyon, mawawalan sila ng kaunting enerhiya sa karaniwan. Kung uulitin mo ang proseso, maaari mong palamigin ang gas sa isang temperatura na mas mababa sa isang nanoKelvin, isang bilyon ng isang degree.

Ang lahat ay tumatagal sa isang mas matinding tono. Ang rekord ng mundo para sa pinakamababang temperatura ay mas mababa sa ikasampu ng isang bilyong degree sa itaas ng absolute zero. Mga device na nakakamit ang bitag na mga atom sa magnetic field. Ang "temperatura" ay hindi gaanong nakasalalay sa mga atomo mismo, ngunit sa pag-ikot ng atomic nuclei.

Ngayon, para maibalik ang hustisya, kailangan nating maging malikhain. Kapag karaniwan naming naiisip ang isang bagay na nagyelo sa isang bilyong bahagi, malamang na makakakuha ka ng larawan ng kahit na mga molekula ng hangin na nagyeyelo sa lugar. Maaaring isipin ng isa ang isang mapanirang apocalyptic na aparato na nagyeyelo sa likod ng mga atomo.

Sa huli, kung gusto mo talagang makaranas ng mababang temperatura, ang kailangan mo lang gawin ay maghintay. Pagkatapos ng humigit-kumulang 17 bilyong taon, ang background radiation sa Uniberso ay lalamig sa 1K. Sa 95 bilyong taon ang temperatura ay magiging humigit-kumulang 0.01K. Sa 400 bilyong taon, ang malalim na espasyo ay magiging kasing lamig ng pinakamalamig na eksperimento sa Earth, at mas malamig pa pagkatapos nito.

Kung nagtataka ka kung bakit napakabilis ng paglamig ng uniberso, pasalamatan ang mga dati nating kaibigan: entropy at dark energy. Ang uniberso ay nasa acceleration mode, papasok sa panahon ng exponential growth na magpapatuloy magpakailanman. Ang mga bagay ay mag-freeze nang napakabilis.

Anong pakialam natin?

Ang lahat ng ito, siyempre, ay kahanga-hanga, at ang pagsira ng mga rekord ay maganda rin. Ngunit ano ang punto? Well, maraming magandang dahilan para maunawaan ang mababang temperatura, at hindi lamang bilang isang panalo.

Ang mabubuting tao sa NIST, halimbawa, ay gustong gumawa ng cool na orasan. Ang mga pamantayan ng oras ay batay sa mga bagay tulad ng dalas ng atom ng cesium. Kung masyadong gumagalaw ang atom ng cesium, lumilikha ito ng kawalan ng katiyakan sa mga sukat, na sa kalaunan ay magiging sanhi ng malfunction ng orasan.

Ngunit higit sa lahat, lalo na mula sa isang siyentipikong pananaw, ang mga materyales ay kumikilos nang baliw sa napakababang temperatura. Halimbawa, kung paanong ang isang laser ay gawa sa mga photon na naka-synchronize sa isa't isa - sa parehong dalas at yugto - kaya isang materyal na kilala bilang isang Bose-Einstein condensate ay maaaring malikha. Sa loob nito, ang lahat ng mga atomo ay nasa parehong estado. O isipin ang isang amalgam kung saan ang bawat atom ay nawawalan ng sariling katangian at ang buong masa ay tumutugon bilang isang null-super-atom.

Sa napakababang temperatura, maraming mga materyales ang nagiging superfluid, ibig sabihin, maaari silang walang lagkit, mag-stack sa mga ultra-manipis na layer, at kahit na lumalaban sa gravity upang makamit ang isang minimum na enerhiya. Gayundin, sa mababang temperatura, maraming materyales ang nagiging superconducting, ibig sabihin ay walang electrical resistance.

Ang mga superconductor ay nakakatugon sa mga panlabas na magnetic field sa paraang ganap na kanselahin ang mga ito sa loob ng metal. Bilang resulta, maaari mong pagsamahin ang malamig na temperatura at isang magnet at makakuha ng isang bagay tulad ng levitation.

Bakit mayroong absolute zero, ngunit hindi absolute maximum?

Tingnan natin ang iba pang sukdulan. Kung ang temperatura ay isang sukat lamang ng enerhiya, maaari nating isipin na ang mga atomo ay papalapit ng papalapit sa bilis ng liwanag. Ito ay hindi maaaring magpatuloy magpakailanman, hindi ba?

Ang maikling sagot ay: hindi namin alam. Posible na literal na mayroong isang bagay bilang walang katapusang temperatura, ngunit kung mayroong ganap na limitasyon, ang batang uniberso ay nagbibigay ng ilang medyo kawili-wiling mga pahiwatig kung ano ito. Ang pinakamataas na temperatura na kilala (kahit sa ating uniberso) ay malamang na naganap sa panahon ng tinatawag na panahon ni Planck.

Ito ay isang sandali 10^-43 segundo pagkatapos ng Big Bang nang ang gravity na humiwalay sa quantum mechanics at physics ay naging eksakto kung ano ito ngayon. Ang temperatura noong panahong iyon ay humigit-kumulang 10^32 K. Ito ay isang septillion beses na mas mainit kaysa sa loob ng ating Araw.

Muli, hindi kami sigurado kung ito ang pinakamainit na temperatura. Dahil wala tayong kahit isang malaking modelo ng uniberso noong panahon ni Planck, hindi rin tayo sigurado na ang uniberso ay kumulo sa ganoong estado. Sa anumang kaso, kami ay maraming beses na mas malapit sa absolute zero kaysa sa absolute heat.