Il est fondamentalement impossible d'atteindre des températures nulles absolues. Cependant, les chercheurs ont pu atteindre des températures très proches du zéro absolu.
Rien ne peut être refroidi jusqu'au zéro absolu. La température d'un objet est une mesure de l'énergie moyenne du mouvement aléatoire (énergie cinétique) de ses atomes.
Le zéro absolu est la température à laquelle tous les atomes d'un objet se sont complètement arrêtés les uns par rapport aux autres. Cette température est indiquée par le chiffre zéro sur les échelles de température absolue telles que l'échelle Kelvin.
La température théorique est déterminée par extrapolation de la loi des gaz parfaits ; Selon la convention internationale, le zéro absolu est considéré comme étant de -273,15 degrés Celsius.
Le zéro absolu est plus une limite fondamentale qu'une température réalisable. Le zéro absolu ne peut jamais être atteint parfaitement en raison des fluctuations quantiques.
Arrêter parfaitement chaque atome à un certain point nécessiterait de fixer l'emplacement exact et la quantité de mouvement de l'atome, ce qui est physiquement impossible selon le principe d'incertitude de Heisenberg.
La température moyenne de l'univers aujourd'hui est d'environ 2,73 Kelvin (-270,42 °C), d'après les mesures du rayonnement de fond cosmique des micro-ondes.
Chaque système quantique a une énergie d'état fondamental non nulle, qui est l'état le plus bas possible. De plus, les lois de la thermodynamique indiquent que le zéro absolu ne peut pas être atteint par des moyens thermodynamiques seuls, puisque la température du liquide de refroidissement se rapproche asymptotiquement de la température du liquide de refroidissement, et le système au zéro absolu a toujours l'énergie mécanique quantique du point zéro, la énergie de son état fondamental au zéro absolu. L'énergie cinétique de l'état fondamental ne peut pas être supprimée.
Malgré l'inaccessibilité de la température du zéro absolu, les scientifiques ont réussi à s'en approcher de très près.
En septembre 2014, des scientifiques de la collaboration CUORE du Laboratorio Nazionale del Gran Sasso en Italie ont refroidi un récipient en cuivre d'un mètre cube à 0,006 kelvin (-273,144 ° C; -459,659 ° F) pendant 15 jours, établissant un record pour la température la plus basse dans l'Univers connu.
En juin 2015, des physiciens expérimentaux du Massachusetts Institute of Technology ont refroidi des molécules de sodium-potassium gazeux à une température de 500 nanokelvins.
En 2017, le Cold Atom Laboratory (CAL) a développé un instrument expérimental pour un lancement vers la Station spatiale internationale (ISS) en 2018. L'instrument a créé des conditions extrêmement froides dans des conditions de microgravité sur l'ISS, ce qui a conduit à la formation de condensats de Bose-Einstein. On suppose que des températures allant jusqu'à 1 picokelvin sont réalisables dans ce laboratoire spatial.
Le record mondial actuel de températures effectives a été établi en 2021 à 38 picokelvins (pK), soit 0,000000000038 degrés Kelvin, en utilisant des condensats de Bose-Einstein.
2022-02-06 19:19:17
Auteur: Vitalii Babkin