A tudósok abszolút nulla értéket kaptak
A tudósok képesek voltak megtenni valami hihetetlen: képesek voltak kihűlni az anyag alatt a hőmérséklet, ami még mindig úgy tekintenek, hogy az abszolút minimum. A legtöbb modern tankönyvek fizika abszolút nulla Kelvin, vagy mínusz 273,16 Celsius kell tekinteni a legalacsonyabb hőmérséklet, hiszen még a legkönnyebb elem - hidrogén - teljesen elveszti mobilitását, azaz képletesen szólva, lefagyott.
Furcsa módon a negatív hőmérsékletek tanulmányozásának egyik módja az anyag végtelenül erős melegítése. Ez a szokatlan, a sci-fi szomszédságában rejlik, lehetővé teszi elméletileg olyan motorok tervezését, amelyek hatékonysága meghaladja a 100% -ot, fényt derít az olyan titokzatos anyagokra, mint a sötét energia és mások.
Az atomfizika szempontjából a hőmérséklet a sebesség. Az atomokon belüli mozgás sebessége és annál gyorsabban az atomok mozgása, annál magasabb a hőmérséklet. Ennek megfelelően, a mínusz 273,16 fokban a hidrogénatomok teljesen leállnak. Ezzel a megközelítéssel egyetlen anyag sem lehet hidegebb, mint ez a határ.
A modern fizika azonban a hőmérséklet lényegének megértéséhez azt javasolja, hogy másképp nézzük - nem pedig lineáris mutatóként, hanem hurokként: a pozitív hőmérséklet a ciklus egyik része, a negatívok pedig más. A végtelenül alacsony vagy végtelenül magas hőmérsékleteken a skála előbb-utóbb negatív régióként jelenik meg. Pozitív hőmérsékleteken az atomokat gyakran alacsony energiaállapotok foglalják el és negatív hőmérsékleteken - magasak. A fizikában ez a hatás a Boltzmann-eloszlás néven ismert.
Abszolút nulla, az atomok a legalacsonyabb energiaállapotot foglalják el, és a "végtelen hőmérséklet" atomok egyszerre foglalhatják le az összes energiaállapotot. Ennek megfelelően nagyon magas hőmérsékleteken minden nagy energiaállapotot elfoglalnak, és nagyon alacsony hőmérsékleten minden alacsony.
"Alacsony hőmérsékletről elmondhatjuk, hogy egy fordított Boltzmann disztribúcióval foglalkozunk" - mondja Ulrich Schneider fizikus a müncheni egyetemen Németországban. "Ezzel a logikával egy anyag, amely eléri az abszolút nulla alatti hőmérsékletet, forró lesz. Hisszük, hogy ha a vonal eléri a 273 fokot, akkor a hőmérséklet nem ér véget, de egyszerűen negatív értékekké válik. "
Mivel könnyen feltételezhető, a negatív hőmérsékletű tárgyak nagyon furcsán viselkednek. Például általában egy magasabb hőmérsékletű tárgyból származó energia mindig nagyobb lesz, mint egy hűvösebb tárgytól. Ha azonban az anyag negatív skálán van, akkor a hűvösebb, annál több energiát sugároz. Így itt egy hidegebb tárgy mindig erőteljesebben aktív lesz, nem melegebb.
A negatív hőmérséklet másik furcsa következménye az entrópia - ami azt jelzi, hogy mennyi anyagot rendelt el. Ha az objektum egy hagyományos hőmérséklet növeli az entrópia anyag körül és belül magukat, de amikor a hőmérséklet lecsökken a negatív zónában, végtelenül „hideg / meleg” objektum, amely képes csökkenteni az entrópia belül és maga körül.
A német fizikusok szerint a negatív hőmérséklet még mindig nagyrészt elmélet. De olyan gyakorlat lesz, amikor a tudomány megtanulja, hogy az egyetlen anyag atomjának egyértelmű energia mutatóival dolgozzon. Amikor a kutatók egyetlen atommal dolgozhatnak, mint a makrokozmosz tárgyaként, akkor beszélhetünk arról, hogy az atomok hűvösek-e a szuper alacsony hőmérsékletre, vagy gyorsabban repülhetnek-e a fénysebességnél.
Időközben a negatív hőmérsékletek megteremtése érdekében a tudósok olyan rendszert hoztak létre, amelyben az atomok kemény határt szabtak arra, hogy milyen energiát tudnak birtokolni. Ehhez a fizikusok 100 000 atomot vettek és egy milliárd Kelvin hőmérsékletre hűtötték. Az atomokat vákuumkamrában lehűtjük, a külső környezetből izoláljuk. Az atomok pontos ellenőrzéséhez a kutatók egy lézersugarat és mágneses mezőket használtak.
A tudósok szerint, az anyag hőmérsékletének végső soron attól függ, hogy mennyi a potenciális energia az atom, és mennyi energiát termelnek közötti kölcsönhatás atomok. Ezenkívül a hőmérséklet szorosan kapcsolódik a nyomáshoz is - annál erősebb az objektum, annál inkább terjed, és fordítva. Annak érdekében, hogy a gáz hőmérséklete az abszolút nulla, szükséges volt, hogy megteremtse a feltételeket, amelyek az atomok maguk nem lenne jelentős energia- és taszítása atomok alkotnak több energiát, mint a vonzás szerint CyberSecurity.ru.
Valami ilyesmit újraszámították nanomérlegben. Simon Brown, a Müncheni Egyetemen elmondta, hogy a jövőben a gyakorlatban az ilyen ismeretek szuperhatékony termikus motorok létrehozásához vezethetnek. Az ilyen motorok munkája a hőenergia mechanikai energiává történő átalakításán alapul. Elméletileg, negatív hõmérséklet esetén az ilyen motorok 100% fölötti hatékonysággal rendelkezhetnek, bár a logika szempontjából ez lehetetlennek látszik.
Egyéb kapcsolódó hírek: