Theoretisch is absolute 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 worden gebruikt in de dagelijkse fysica en het leven. Absolute nul komt overeen met 0 graden Kelvin, geschreven als 0 K, wat overeenkomt met -273,15 ° Celsius (of Celsius) en -459,67 ° Fahrenheit. De Kelvin-schaal bevat geen negatieve getallen noch graadsymbolen.

De temperatuur zelf is een maat voor de beweging van deeltjes en bij het absolute nulpunt hebben alle deeltjes in de natuur een minimale trillingsgeassocieerde beweging, met een minuscuul bewegingsniveau op het quantum-mechanische niveau. Wetenschappers zijn verleidelijk dichtbij het absolute nulpunt gekomen in laboratoriumomstandigheden, maar hebben het nooit bereikt.

De drie-temperatuurschalen en absolute nul-score

Het smeltpunt (of vriespunt) van water en het kookpunt van water worden gedefinieerd als 0 en 100 op de schaal van Celsius, ook bekend als de schaal van Celsius. De Fahrenheit-schaal was niet bepaald met het oog op dergelijke natuurlijke gemakken, en de smelt- en kookpunten van water komen overeen met respectievelijk 32 ° F en 212 ° F.

De Celsius- en Kelvin-schalen hebben dezelfde meeteenheid; dat wil zeggen dat elke stijging van één graad in de Kelvin-temperatuur overeenkomt met een stijging van één graad in Celsius-temperatuur, hoewel deze wordt gecompenseerd door 273,15 graden.

Gebruik F = om tussen Fahrenheit en Celsius te converteren 1.8) C + 32
.

De fysieke implicaties van Absolute Zero

De haalbaarheid van het bereiken van het absolute nulpunt in wetenschappelijke experimenten wordt beperkt door het feit dat de dichter bij het absolute nulpunt een wetenschapper krijgt hoe moeilijker het is om resterende warmte uit het systeem te verwijderen - tussenkomen op de weinige overgebleven atoombommen 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 naar 450 pK of 0,45 nK .

Onder normale, dagelijkse temperatuurbeperkingen, vertragen veel fysieke 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 aan hoeveel sneller de reacties in uw eigen lichaam worden wanneer u opwarmt door te trainen.

Opmerkelijke experimenten

Het Planck-observatorium van het Europees Ruimtevaartagentschap, dat in 2009 in de ruimte werd geïntroduceerd, omvatte instrumenten die waren bevroren tot 0,1 Kelvin, een aanpassing die nodig was om te voorkomen dat microgolfstraling de visie van de ingebouwde satellietcamera vertroebelde. Dit werd na de lancering in vier stappen bereikt, waarvan sommige de circulatie van waterstof- en heliumpreparaten omvatten.

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