Абсолютный нуль температуры

Абсолю́тный нуль температу́ры (реже^[1] — Абсолю́тный ноль температу́ры) — минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной. Абсолютный нуль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина и шкалы Ранкина. В 1954 году X Генеральная конференция по мерам и весам установила термодинамическую температурную шкалу с одной реперной точкой — тройной точкой воды, температура которой принята 273,16 К (что соответствует 0,01 °C). Так что по шкале Цельсия абсолютному нулю соответствует температура −273,15 °C^[2] или −459,67 °F (по Фаренгейту).

В рамках применимости термодинамики абсолютный нуль на практике недостижим. Его существование и положение на температурной шкале следует из экстраполяции наблюдаемых физических явлений, при этом такая экстраполяция показывает, что при абсолютном нуле энергия теплового движения молекул и атомов вещества должна быть равна нулю, то есть хаотическое движение частиц прекращается, и они образуют упорядоченную структуру, занимая чёткое положение в узлах кристаллической решётки (жидкий гелий составляет исключение). Однако, с точки зрения квантовой физики и при абсолютном нуле температуры существуют нулевые колебания, которые обусловлены квантовыми свойствами частиц и физического вакуума, их окружающего^[2].

ИсторияПравить

В 1703 г. французский физик Гийом Амонтон (фр. Guillaume Amontons) представил воздушный термометр, в котором за нуль шкалы принималась температура, при которой воздух «теряет всю свою упругость». Рассчитанное им значение составило −239,5 °C.

В кинетической теории теплоты М. В. Ломоносова теплота объясняется «коловратным» движением. Прекращение движения означает предельную степень холода (по современной терминологии, абсолютный нуль).

В вышедшей в 1779 г. работе «Пирометрия» немецкий учёный Ламберт (нем. Johann Heinrich Lambert) уточнил полученное Амонтоном значение и получил −270 °C^[3].

Явления, наблюдаемые вблизи абсолютного нуляПравить

При температурах, близких к абсолютному нулю, на макроскопическом уровне могут наблюдаться чисто квантовые эффекты, такие как:

Температуры, которых удалось достичь в лабораторных условияхПравить

Осенью 2021 года группа учёных из Германии и Франции впервые в истории смогла понизить температуру созданного ими газового облака до 38 пикокельвинов, тем самым приблизившись к абсолютному нулю^[4].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

↑ Розенталь, Д. Э. Справочник по русскому языку (неопр.). Дата обращения: 1 ноября 2016. Архивировано 3 ноября 2016 года.
↑ ¹ ² Абсолютный нуль — статья из Большой советской энциклопедии.
↑ Вклад Амонтона: Искусство получения холода Архивировано 4 марта 2016 года.
↑ Установлен новый рекорд по самой холодной температуре 38 пикокельвинов (неопр.). Дата обращения: 15 октября 2021. Архивировано 29 октября 2021 года.

ЛитератураПравить

Г. Бурмин. Штурм абсолютного нуля. — М.: «Детская литература», 1983

[1] Розенталь, Д. Э. Справочник по русскому языку (неопр.). Дата обращения: 1 ноября 2016. Архивировано 3 ноября 2016 года.

[БСЭ-2] ¹ ² Абсолютный нуль — статья из Большой советской энциклопедии.

[3] Вклад Амонтона: Искусство получения холода Архивировано 4 марта 2016 года.

[4] Установлен новый рекорд по самой холодной температуре 38 пикокельвинов (неопр.). Дата обращения: 15 октября 2021. Архивировано 29 октября 2021 года.

[1]

[2]

[3]

[4]