Kas ir absolūtā nulle?

Īsā atbilde

Kad cilvēks kaut ko jūt kā karstu vai aukstu, tas, ko viņš jūt, ir enerģija, ko objekts izstaro kustības dēļ molekulārā mērogā. Piemēram, molekulas verdoša ūdens katlā pārvietojas daudz ātrāk nekā tās, kas atrodas ledus kubā vai glāzē auksta ūdens. Fiziķi teorētiski apgalvo, ka pastāv temperatūra, pie kuras molekulārā kustība apstājas vai tiek samazināta līdz tik zemam punktam, ka tā nespēj pārnest enerģiju, ko varētu uzskatīt par siltumu. Šo teorētisko temperatūru sauc par absolūto nulli.

Absolūtā nulle ir teorētiska, jo to nekad nevar sasniegt. Zinātnieki tomēr ir nonākuši ļoti tuvu šīs temperatūras radīšanai laboratorijās. Temperatūra faktiski ir -459.67 ° F (-273.15 ° C). Pēc Kelvina skalas tā vērtība ir 0°. Lai gan šī temperatūra nekad nav pilnībā sasniegta laboratorijā vai novērota kosmosā, zinātnieki ir spējuši novērot vielas dīvaino uzvedību un īpašības, kas sasniedz temperatūru, kas tai tuvojas.

Viens no negaidītajiem rezultātiem, kad viela atdzesē ļoti tuvu absolūtajai nullei, bija jauna matērijas stāvokļa atklāšana. Ciets, šķidrs un gāzēts stāvokļi ir izplatīti, taču, kad viela, īpaši šķidrums, piemēram, šķidrais hēlijs, sasniedz šo neticami zemo temperatūru, tā zaudē visu viskozitāti un kļūst par superšķidrumu. Šie dīvainie šķidrumi spēj plūst pret gravitāciju un zināmā mērā pārvietoties no saviem konteineriem citos.

Šajās ārkārtīgi zemajās temperatūrās var iegūt arī citu vielas fāzi, ko sauc par Bozes-Einšteina kondensātu. Bozes-Einšteina kondensātus var redzēt tikai tad, ja parauga temperatūra ir sasniegta vienas miljardās daļas robežās no 1° no absolūtās nulles, un līdz ar to tikai visspecializētākās laboratorijas var mēģināt izpētīt šo trauslo vielas stāvokli. Turklāt šie kondensāti līdz šim ir izgatavoti tikai no mikroskopiski maziem vielas daudzumiem, kas ir aptuveni 10,000 vai mazāk atomu. Tie ir saistīti ar superšķidrumiem un uzvedas nedaudz līdzīgi, bet parasti tiek ražoti no vielas gāzveida stāvoklī.

Fizikas likumi, kas regulē Bozes-Einšteina kondensātus, nav pilnībā izprasti, un šķiet, ka tie apšauba lietas, ko zinātnieki zina par matērijas dabu. Labākais veids, kā izprast šos kondensātus bez padziļinātām fizikas zināšanām, ir saprast, ka tad, kad matērija sasniedz šo punktu, tajā esošie atomi “sabrūk” iespējami zemākajā enerģijas stāvoklī un arī sāk uzvesties tā, it kā tie nebūtu. garākas diskrētas daļiņas, bet drīzāk viļņi. Fiziķiem priekšā ir daudz vairāk pētījumu un pētījumu, lai pilnībā izprastu šo vielas stāvokli, kas pirmo reizi tika novērots tikai 1995. gadā.

Īsā atbilde

Saistītie jautājumi