Hva er absolutt null i termodynamikk?

Temperaturen i miljøet er og har vært gjennom historien et svært avgjørende element for de forskjelliges overlevelse levende vesener, og noe som har preget evolusjonens fremtid og i tilfelle av mennesker, måten å forstå verden som omgir oss. omgir.

Faktisk kan mye av kjent liv bare leve innenfor termiske grenser, og til og med bevegelsen og energien til partikler endres på molekylært nivå. Eksistensen av ekstreme temperaturer har til og med blitt fastsatt som kan føre til at bevegelsen av subatomære partikler opphører fullstendig, da de forblir i totalt fravær av energi. Dette er tilfellet med absolutt null, et konsept utviklet av Kelvin og hvis forskning har stor vitenskapelig relevans.

Men... hva er absolutt null egentlig? Gjennom denne artikkelen skal vi sjekke det.

• Relatert artikkel: "Dyskalkuli: vanskeligheten ved å lære matematikk"

Absolutt null: hva refererer dette konseptet til?

Vi kaller absolutt null den laveste temperaturenheten som anses som mulig, -273,15ºC, en situasjon der de subatomære partiklene selv ville befinne seg uten noen form for energi og ikke ville være i stand til å utføre noen form for bevegelse.

Dette skjer på grunn av det faktum at det å senke temperaturen til et objekt innebærer å trekke energi fra det, med hvilket absolutt null vil innebære totalt fravær av dette.

Dette er en temperatur som ikke finnes i naturen og som for øyeblikket antas hypotetisk (faktisk, i henhold til Nernst-uoppnåelighetsprinsippet for å oppnå dette temperatur er umulig), selv om vitenskapelige eksperimenter har klart å nå svært like temperaturer.

Den forrige beskrivelsen er imidlertid knyttet til en oppfatning av dette konseptet fra klassisk mekanikks perspektiv. Påfølgende undersøkelser som ville forlate klassisk mekanikk til å gå inn i kvantemekanikk, foreslår at i virkeligheten i denne temperatur, ville det fortsatt eksistere en minimumsmengde energi som ville holde partiklene i bevegelse, den såkalte energien til nullpunkt.

Selv om før de første klassiske visjonene i denne hypotetiske tilstanden, bør materie vises i en fast tilstand siden det ikke er noen bevegelse eller forsvinne når ved å likestille masse med energi og sistnevnte er helt fraværende, foreslår kvantemekanikk at når det er energi, vil andre tilstander av Emne.

Kelvins undersøkelser

Navnet og konseptet absolutt null kommer fra forskningen og teorien til William Thomson, bedre kjent som Lord Kelvin, som satte seg fore å utvikle dette konseptet om observasjon av oppførselen til gasser og hvordan de varierer volumet proporsjonalt med temperaturfallet.

Basert på dette begynte denne forskeren å beregne ved hvilken temperatur volumet til en gass ville være null, og kom til konklusjonen at det ville tilsvare den nevnte temperaturen.

Basert på termodynamikkens lover skapte forfatteren sin egen temperaturskala, Kelvin-skalaen, og plasserte opprinnelsespunktet ved denne lavest mulige temperaturen, absolutt null. Dermed tilsvarer en temperatur på 0ºK absolutt null, -273,15ºC. del av opprettelsen av nevnte forfatter av en temperaturskala generert fra datidens termodynamiske lover (i 1836).

Er det noe hinsides?

Med tanke på at absolutt null er en temperatur der det ikke vil være noen bevegelse av partikler eller bare det ville være en restenergi på absolutt null, man lurer på om noe kan eksistere utenfor denne temperaturen.

Selv om logikk kan få oss til å tenke ikke, forskning utført av forskjellige forskere ved Max Planck Institute de ser ut til å indikere at det faktisk kan være en enda lavere temperatur, og at det vil tilsvare negative temperaturer på Kelvin-skalaen (dvs. under absolutt null). Det er et fenomen som bare kan forekomme på kvantenivå.

Dette ville skje for enkelte gasser, som gjennom bruk av lasere og eksperimentering klarte å gå fra å være noe over absolutt null til negative temperaturer under null. Disse temperaturene vil sikre at den aktuelle gassen, forberedt på en slik måte at den skal trekke seg sammen ved høy hastighet, forblir stabilisert. I denne forstand ligner det på mørk energi, som ifølge noen eksperter hindrer universet fra å kollapse i seg selv.

• Du kan være interessert i: "De 11 typene kjemiske reaksjoner"

Hva kan den brukes til?

Å vite eksistensen av absolutt null har konsekvenser ikke bare på et teoretisk nivå, men også på et praktisk nivå. Og det er at når de utsettes for temperaturer nær absolutt null, mange materialer endrer egenskapene i stor grad.

Et eksempel på dette finnes i det faktum at ved disse temperaturene kondenserer subatomære partikler til et enkelt stort atom kalt Bose-Einstein-kondensatet. På samme måte kan noen spesielt interessante egenskaper på grunn av deres praktiske anvendelse finnes i superfluiditet eller superledning som visse elementer kan nå under disse forholdene termisk.

Bibliografiske referanser:

• Braun, S. et al. (2013). Atomer ved negativ absolutt temperatur - de varmeste systemene i verden. Vitenskap, 4. Max Planck Society.
• Merali, Z. (2013). "Kvantegass går under absolutt null". Natur. doi: 10.1038/nature.2013.12146.