절대 영도에 도달하는 것은 근본적으로 불가능합니다. 그러나 연구원들은 절대 영도에 매우 가까운 온도를 달성할 수 있었습니다.
절대 영도로 냉각될 수 있는 것은 없습니다. 물체의 온도는 원자의 무작위 운동의 평균 에너지(운동 에너지)를 측정한 것입니다.
절대 영도는 물체의 모든 원자가 서로에 대해 완전히 정지한 온도입니다. 이 온도는 켈빈 눈금과 같은 절대 온도 눈금에서 숫자 0으로 표시됩니다.
이론적인 온도는 이상 기체 법칙을 외삽하여 결정됩니다. 국제 관습에 따라 절대 영도는 섭씨 -273.15도로 간주됩니다.
절대 영도는 달성 가능한 온도보다 근본적인 한계입니다. 절대 영도는 양자 변동으로 인해 완벽하게 도달할 수 없습니다.
특정 지점에서 각 원자를 완벽하게 멈추려면 원자의 정확한 위치와 운동량을 고정해야 하는데, 이는 하이젠베르크의 불확정성 원리에 따르면 물리적으로 불가능합니다.
오늘날 우주의 평균 온도는 우주 마이크로파 배경 복사의 측정에 기초하여 약 2.73켈빈(-270.42°C)입니다.
모든 양자 시스템에는 가능한 가장 낮은 상태인 0이 아닌 바닥 상태 에너지가 있습니다. 또한 열역학 법칙에 따르면 냉각수의 온도는 냉각수의 온도에 점근적으로 접근하고 절대 영도의 시스템은 여전히 영점 양자 역학적 에너지를 가지고 있기 때문에 열역학적 수단만으로는 절대 영도에 도달할 수 없습니다. 절대 영도에서 바닥 상태의 에너지. 바닥 상태의 운동 에너지는 제거할 수 없습니다.
절대 영도의 온도에 도달할 수 없음에도 불구하고 과학자들은 그 온도에 매우 근접할 수 있었습니다.
2014년 9월, 이탈리아의 Laboratorio Nazionale del Gran Sasso에서 CUORE 협업의 과학자들은 1입방미터 구리 용기를 15일 동안 0.006켈빈(-273.144°C, -459.659°F)으로 냉각하여 최저 온도 기록을 세웠습니다. 알려진 우주에서.
2015년 6월, Massachusetts Institute of Technology의 실험 물리학자들은 기체 상태의 나트륨-칼륨 분자를 500나노켈빈의 온도로 냉각했습니다.
2017년 CAL(Cold Atom Laboratory)은 2018년 국제우주정거장(ISS)에 발사할 실험 장비를 개발했습니다. 이 장비는 ISS의 미세 중력 조건에서 극도로 추운 조건을 생성하여 보스-아인슈타인 응축물을 형성했습니다. 이 우주 실험실에서 최대 1피코켈빈의 온도에 도달할 수 있다고 가정합니다.
유효 온도에 대한 현재 세계 기록은 보스-아인슈타인 응축물을 사용하여 2021년에 38피코켈빈(pK) 또는 0.000000000038켈빈으로 설정되었습니다.
2022-02-06 19:19:17
작가: Vitalii Babkin