Ce se întâmplă sub zero absolut?
Există oare o limită inferioară sau una superioară a temperaturii? Multor oameni le este cunoscută sintagma „zero absolut”, însă nu mulţi sunt aceia care ştiu ce înseamnă acest lucru şi mult mai puţini sunt aceia care se întreabă „ce se întamplă oare sub zero absolut”? Există sau nu limite peste care temperatura nu poate trece?
Categorie: Fizica
Autor: Marian Banica
Zero absolut, cunoscut de asemenea ca şi temperatura de zero grade Kelvin (-273,15 °C, –459,67 °F) este folosit pentru a descrie un sistem teoretic care nici nu absoarbe dar nici nu emite energie. Este ca o stare unde niciun atom şi nicio particulă subatomică nu se poate mişca. Este în fapt punctul în care particulele au o energie minimă, determinată de efectele mecanice cuantice.
Dar este oare posibil să atingem acest zero absolut, să-l măsurăm şi să ne folosim de efectele pe care le generază? Este cu adevărat „recele cel mai rece” sau doar cea mai mică temperatură pe care o putem noi măsura?
Chiar şi acum, în era în care tehnologia înregistrează progrese uimitoare, nu s-a putut măsura încă aceată temperatură. Numai în teorie este posibil aşa ceva. Sau poate nu… În 1994, NIST (Institutul Naţional de Standarde şi Tehnologie) a înregistrat un record de măsurare a temperaturii de 700 nk (milionime de Kelvin), dar în 2003 acest record a fost pur şi simplu spulberat de cercetătorii de la MIT care au reuşit să măsoare temperatura de 450 pK (0.45 nK), de mai bine de 1500 de ori decât vechiul record.
Profesorii de fizică Moses Chan şi Evan Pugh de la Universitatea Statului Pennsylvania din SUA spun că în jurul temperaturii de zero absolut materia încetează să mai acţioneze în modul obişnuit, în care ne-am aştepta să acţioneze şi începe să prezinte unele particularităţi ciudate, dictate de starea cuantică. „Temperatura este măsurată ca grad de «dezordine» a unui sistem”, a adăugat profesorul Chan. „Când un sistem este răcit brusc spre zero absolut, înseamnă că acel sistem se află într-o stare de perfectă ordine şi toţi constituenţii lui, molecule şi atomi, sunt în locurile în care ar trebui să fie”.
Punctul de zero energie este, de exemplu, vidul, un spaţiu gol. Este cea mai joasă temperatură posibilă, deoarece la temperaturi foarte joase efectul mecanic cuantic predomină proprietăţile întregii materii.
La zero absolut câteva tipuri de materii devin superconductoare, transportoare de curent electric fără absolut nicio rezistenţă, iar câteva dintre ele, precum este şi heliul, devin superfluide la aceasta temperatură, fiind în fapt condensate Bose-Einstein. Ce înseamnă acest lucru? Înseamnă că o picătură infimă de heliu superfluid ar putea să rotească un vas la infinit, la fel ca şi cum s-ar afla în vid. Aplicaţiile practice ale acestui fenonem sunt multiple şi includ maşini cu câmpuri magnetice puternice, motoare şi transformatoare electrice deosebit de eficiente.
Concluzia care se trage este aceea că sub zero absolut nu se poate ajunge, măsurând cu metodele pe care le cunoaştem acum. Mai mult decât perfecta ordine?... „Nu, nu putem ajunge decât foarte aproape de zero absolut. La zero absolut însă niciodată”, a concluzionat profesorul Chan.
Câteva laboratoare de renume din Europa şi Statele Unite ale Americii au posibilitatea de a răci vapori experimentali până la câţiva nanokelvini sau milionimi de grad. Dar a aduce ceva la o ordine perfectă este aproape imposibil. Cu cât sistemele ajung mai aproape de zero absolut cu atât devin din ce în ce mai puţin capabile de a reduce dezordinea, un fel de „fata Morgana” pentru fizicienii din întreaga lume.






Comentarii
Adauga un comentariuAdauga un comentariu
Multumesc,domnule Marian pentru informatie,in rest,cei care n-au treaba chibiteaza cu greseli minore de editare sau exprimare!
Zero absolut nu este cumva echivalent cu asa numita materie invizibila, sau materie neagra?
La aceasta temperatura substanta nu mai emite nicio particula de energie, deci nu avem cum sa o decelam!
Zero absolut nu este cumva echivalent cu asa numita materie invizibila, sau materie neagra?
La aceasta temperatura substanta nu mai emite nicio particula de energie, deci nu avem cum sa o decelam!
am citit articolul original din 2003. Temperatura de 450pK a fost obtinuta prin ajustarea ("fitting") unor curbe. Este o metoda indirecta de masurare.
Da, exista medii cu temperatura absolta negativa. Sunt mediile care nu se afla in echilibru termodinamic, de exemplu mediul activ al unui laser. Inversia de populatie se poate explica din punct de vedere termodinamic prin temperatura absoluta negativa.
Referitor la articolul unde se anunta "masurarea" temperaturii de 450pK: (1) temperatura respectiva a fost estimata/calculata bazandu-se pe metodele de racire folosite in experiment si (2) masurarea unei temperaturi de 450 pK nu este deloc trivial deoarece sistemele respective sunt gaze cuantice ce contin un numar redus de atomi; nu exista termoterte care sa masoare temperaturle astea joase si de aceea s-au inventat metode indirecte.
Cum spunea unul din "batranii" temperaturilor joase - temperaturile joase este singurul domeniu in care stiinta a batut natura. Cea mai joasta temperatura inregistrata in natura fiind de aproximativ 2K.
Catre Marian Banica- am cateva precizari legate de articolul dumneavoastra: In primul rand nu se spune grad Kelvin. Temperatura absoluta se masoara in Kelvin, nu grade Kelvin.
In al doilea rand la zero Kelvin nu stim ce se intampla avand in vedere ca nimeni nu a ajuns acolo (ma refer la paragraful al saselea). Materiale supraconductoare exista si la 100K, iar heliul devine suprafluid la 2.2K.
Numai bine.
Poate ca aveti dreptate. Importanta insa era ideea, nu? Cifrele se gasesc si in carti dar imi cer scuze pentru greseala.
Ati gresit transformarea gradului Kelvin in Celsius, NU ATI PUS "-".