Mniej niż zero bezwzględne/absolutne
SXCW szkole uczono nas, że istnieje coś takiego, jak zero bezwzględne (absolutne), czyli najniższa możliwa temperatura, zarówno na Ziemi, jak i w kosmosie. Niższej temperatury nie da się osiągnąć. Naukowcy z Niemiec udowodnili jednak, że jest to możliwe.
Co to jest zero absolutne
Zero bezwzględne, znane też jako zero absolutne, to temperatura, w której wszystkie elementy układu termodynamicznego uzyskują najniższą z możliwych energii. Odpowiada ona -273,15oC i jest uważana przez fizyków za stan, w którym ustaje wszelki ruch, nawet drgania atomów. Pojawia się tu zjawisko o nazwie entropia, która zależy od rozmieszczenia cząstek w gazie. Wartość entropii mierzy stopień nieuporządkowania układu i jest ona większa dla stanu mniej uporządkowanego. Powyżej zera absolutnego wzrost energii oznacza wzrost entropii. W temperaturze zera absolutnego energii nie ma, więc entropia spada do minimum. Tę zależność można jednak złamać: poprzez podgrzewanie cząstek bez zwiększenia entropii. To otwiera drogę do temperatur poniżej zera absolutnego, w których relacja temperatura – entropia zostaje odwrócona. Według naukowców z Monachium w temperaturach ujemnych cząstki powinny mieć wysoką energię i niską entropię.
Najniższa możliwa temperatura
Fizycy z Ludwig Maximilian University w Monachium i Instytutu Maxa Plancka z Garching stworzyli gaz składający się z atomów potasu ułożonych z wykorzystaniem laserów i pola magnetycznego w idealnym układzie kratownicy. Powyżej zera absolutnego taka struktura jest stabilna, ponieważ poszczególne korpuskuły odpychają się wzajemnie.
Zmieniając pole magnetyczne, uczeni sprawili, że atomy potasu zaczęły się przyciągać, co automatycznie zmieniło ich stan energetyczny z najbardziej stabilnego (najniższego) w najwyższy z możliwych. W normalnych warunkach doprowadziłoby to do niestabilności układu i zapaści atomów do wnętrza, jednak dzięki laserom udało się utrzymać je w miejscu.
Dzięki temu zaobserwowano skok temperatury z ułamków powyżej zera bezwzględnego do kilku miliardowych Kelvina poniżej. Bariera nieprzekraczalnego do tej pory -273,15 stopni Celsjusza (0 stopni Kelvina) tym samym padła.
Odkrycie może też pomóc w zrozumieniu tzw. „ciemnej energii", która zdaniem fizyków odpowiada za to, że wszechświat rozszerza się, nawet pomimo silnych, działających wewnątrz sił grawitacji.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Artykuł po raz pierwszy ukazał się w 2013 roku.
Źródło: interia.pl, NewScientist, Quantum Munich
