Апсолутна нула
доњи лимит температурске скале / From Wikipedia, the free encyclopedia
Апсолутна нула је доњи лимит термодинамичке температурне скале, стање при коме енталпија и ентропија охлађеног идеалног гаса досежу њихову минималну вредност, која се узима за нулу.[1] Апсолутна нула је најнижа могућа температура од које ништа не може бити хладније, јер тада у систему нема топлотне енергије. Једини облик кретања који на апсолутној нули поседују честице, (атоми, молекули...) су осцилације нулте тачке (енергија нулте тачке) наметнуте квантномеханичким принципом неодређености. Основне честице природе имају минимално вибрационо кретање, задржавајући само квантно механичко, енергијом нулте тачке индуковано кретање честица. Теоријска температура се одређује екстраполацијом идеалног гасног закона; по међународном споразуму, апсолутна нула се узима да је -273,15° на Целзијусовој скали[1] (Међународни систем јединица),[2][3] што је једнако са −459,67° на Фаренхајтовој скали (уобичајеној јединици у Сједињеним Државама или империјалним јединицама).[4] Кореспондирајућа Келвинова[5] и Ранкинова температурама скала имају своје нулте тачке у апсолутној нули по дефиницији absolute zero by definition.
Апсолутна нула се обично сматра најнижом могућом температуром, али то није најниже могуће енталпијско стање, јер све реалне супстанце почињу да се удаљавају од идеалног гаса када се охладе док се приближавају промени стања у течност, а затим у чврсто стање; и сума енталпије испаравања (гас до течност) и енталпију фузије (течност до чврстог стања) премашује промену енталпије идеалног гаса до апсолутне нуле. У квантно-механичком опису, материја (чврста) у апсолутној нули је у свом основном стању, тачки најниже унутрашње енергије.
Закони термодинамике индицирају да се апсолутна нула не може остварити користећи само термодинамичка средства, зато што се температура супстанце која се хлади асимптотски приближава температури расхладног средства,[6] и систем при апсолутној нули још увек поседује квантно механичку енергију нулте тачке, енергију основног стања у апсолутној нули. Кинетичка енергија основног стања не може се уклонити.
Мада се експериментално не може постићи стање са нултом топлотном енергијом, научници су успели да се приближе на испод милијардитих делова К. Адијабатским размагнетисавањем нуклеарних спинова фински истраживачи су 1999. постигли у металном родијуму температуру од 100 (пикокелвина) или 0,0000000001 . Користећи ласерско хлађење приликом добијања Бозе-Ајнштајновог кондензата научници у НИСТ-у (Национални институт за стандарде и технологију) су 1994. године постигли температуру од 700 (милијардитих делова келвина) а 2003, истраживачи са МИТ-а (Massachusetts Institute of Technology) постигли су нови рекорд везан за Бозе-Ајнштајнов кондензат од 450 .