È fondamentalmente impossibile raggiungere lo zero assoluto. Tuttavia, i ricercatori sono stati in grado di raggiungere temperature molto vicine allo zero assoluto.
Niente può essere raffreddato fino allo zero assoluto. La temperatura di un oggetto è una misura dell'energia media del movimento casuale (energia cinetica) dei suoi atomi.
Lo zero assoluto è la temperatura alla quale tutti gli atomi di un oggetto si sono completamente fermati l'uno rispetto all'altro. Questa temperatura è indicata dal numero zero su scale di temperatura assoluta come la scala Kelvin.
La temperatura teorica è determinata estrapolando la legge del gas ideale; Per convenzione internazionale, lo zero assoluto è considerato -273,15 gradi Celsius.
Lo zero assoluto è più un limite fondamentale che una temperatura raggiungibile. Lo zero assoluto non può mai essere raggiunto perfettamente a causa delle fluttuazioni quantistiche.
Fermare perfettamente ogni atomo a un certo punto richiederebbe la determinazione della posizione e della quantità di moto esatte dell'atomo, cosa fisicamente impossibile secondo il principio di indeterminazione di Heisenberg.
La temperatura media dell'universo oggi è di circa 2,73 Kelvin (-270,42 °C), in base alle misurazioni della radiazione cosmica di fondo a microonde.
Ogni sistema quantistico ha un'energia di stato fondamentale diversa da zero, che è lo stato più basso possibile. Inoltre, le leggi della termodinamica indicano che lo zero assoluto non può essere raggiunto solo con mezzi termodinamici, poiché la temperatura del liquido di raffreddamento si avvicina asintoticamente alla temperatura del liquido di raffreddamento e il sistema allo zero assoluto ha ancora l'energia meccanica quantistica del punto zero, il energia del suo stato fondamentale a zero assoluto. L'energia cinetica dello stato fondamentale non può essere rimossa.
Nonostante l'irraggiungibilità della temperatura dello zero assoluto, gli scienziati sono riusciti ad avvicinarsi molto ad essa.
Nel settembre 2014, gli scienziati della collaborazione CUORE presso il Laboratorio Nazionale del Gran Sasso in Italia hanno raffreddato un recipiente di rame da un metro cubo a 0,006 kelvin (-273,144 °C; -459,659 °F) per 15 giorni, stabilendo un record per la temperatura più bassa nell'Universo conosciuto.
Nel giugno 2015, i fisici sperimentali del Massachusetts Institute of Technology hanno raffreddato le molecole in sodio-potassio gassoso a una temperatura di 500 nanokelvin.
Nel 2017, il Cold Atom Laboratory (CAL) ha sviluppato uno strumento sperimentale per il lancio sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) nel 2018. Lo strumento ha creato condizioni estremamente fredde in condizioni di microgravità sulla ISS, che hanno portato alla formazione di condensati di Bose-Einstein. Si presume che in questo laboratorio spaziale siano raggiungibili temperature fino a 1 picokelvin.
L'attuale record mondiale di temperature effettive è stato fissato nel 2021 a 38 picokelvin (pK), o 0,000000000038 gradi Kelvin, utilizzando condensati di Bose-Einstein.
2022-02-06 19:19:17
Autore: Vitalii Babkin