Theoretisch is absoluut nul de koudste temperatuur die overal in het universum mogelijk is. Het is de basis voor de Kelvin-schaal, een van de drie temperatuurschalen die in de dagelijkse fysica en het leven worden gebruikt. Absolute nul komt overeen met 0 graden Kelvin, geschreven als 0 K, wat overeenkomt met -273,15 ° Celsius (of graden Celsius) en -459,67 ° Fahrenheit. De Kelvin-schaal bevat noch negatieve getallen, noch graden-symbolen.

Temperatuur zelf is een maat voor de beweging van deeltjes, en bij absoluut nul hebben alle deeltjes in de natuur minimale vibratie-geassocieerde beweging, met een minuscule beweging op het kwantummechanische niveau. Wetenschappers zijn verleidelijk dicht in de buurt van het bereiken van het absolute nulpunt in laboratoriumomstandigheden, maar hebben het nooit bereikt.
De drie temperatuurschalen en absoluut nulpunt

Het smeltpunt (of het vriespunt) van water en het kookpunt van water zijn gedefinieerd als 0 en 100 op de schaal van Celsius, ook bekend als de schaal van Celsius. De Fahrenheit-schaal is niet bepaald met dergelijke natuurlijke gemakken in gedachten en de smelt- en kookpunten van water komen respectievelijk overeen met 32 ° F en 212 ° F.
De schaal van Celsius en Kelvin hebben dezelfde maateenheid; dat wil zeggen, elke stijging van de Kelvin-temperatuur met één graad komt overeen met een stijging van de graad Celsius met één graad, hoewel ze worden gecompenseerd door 273,15 graden.

Gebruik F \u003d (om te converteren tussen Fahrenheit en Celsius) 1.8) C + 32
.
De fysieke implicaties van absolute nul

De haalbaarheid van het bereiken van absoluut nul in wetenschappelijke experimenten wordt beperkt door het feit dat hoe dichter een wetenschapper dichter bij het absolute nul komt, hoe meer moeilijk is het om resterende warmte uit het systeem te verwijderen - ingrijpen op de paar resterende atomaire botsingen is vrijwel onmogelijk. In 1994 bereikte het National Institute of Standards and Technology in Boulder, Colorado, een record lage temperatuur van 700 nK, of 700 miljardste graad, en in 2003 hebben onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology dit verlaagd tot 450 pK of 0.45 nK .

Onder normale, dagelijkse temperatuurbeperkingen, vertragen veel fysische en chemische reacties merkbaar. Denk aan het starten van uw auto op een koude winterochtend in vergelijking met dezelfde taak op een koele herfstdag, of over hoeveel sneller de reacties in uw eigen lichaam worden wanneer u opwarmt door te sporten.
Opmerkelijke experimenten

Het Planck-observatorium van het Europees Ruimteagentschap, dat in 2009 in de ruimte werd gelanceerd, bevatte instrumenten die waren bevroren tot 0,1 Kelvin, een aanpassing die nodig was om te voorkomen dat microgolfstraling het zicht van de satellietcamera aan boord vertroebelt. Dit werd bereikt na de lancering in vier stappen, waarvan sommige circulerende preparaten van waterstof en helium betroffen.

In 2013 konden onderzoekers van de Ludwig-Maximilian Universiteit van München in Duitsland door een unieke aanpak voor het verlagen van de temperatuur een klein aantal atomen in een arrangement dat niet alleen het absolute nulpunt leek te bereiken, maar eronder ging. Ze gebruikten magneten en lasers om een cluster van 100.000 kaliumatomen naar een toestand met een negatieve temperatuur op de absolute schaal te verplaatsen.