Абсолютный нуль — не предел! - Naked ScienceNaked Science
06.06.2013, 14:27
4 минуты
Naked Science
40

Абсолютный нуль — не предел!

Как бы невероятно это ни звучало, но факт остается фактом: ученым удалось преодолеть отметку абсолютного нуля температуры. Группа исследователей из Института квантовой оптики общества Макса Планка смогла охладить квантовый газ, состоящий из атомов изотопа калия-39, до температуры ниже абсолютного нуля по Кельвину (примерно ?273,15°C).   Как известно, температура – понятие довольно условное, она отражает среднюю...

1

Как бы невероятно это ни звучало, но факт остается фактом: ученым удалось преодолеть отметку абсолютного нуля температуры. Группа исследователей из Института квантовой оптики общества Макса Планка смогла охладить квантовый газ, состоящий из атомов изотопа калия-39, до температуры ниже абсолютного нуля по Кельвину (примерно ?273,15°C).

 

Как известно, температура – понятие довольно условное, она отражает среднюю энергию всех частиц рассматриваемого вещества. При этом энергия может быть высокой и низкой. При обычных для нас температурах подавляющее большинство частиц имеют низкую энергию. При повышении температуры доля высокоэнергетических частиц растет, а при планковской температуре (~1032 К) достигает ста процентов. Все это характерно для систем, находящихся в термодинамическом равновесии. Согласно третьему началу термодинамики, достижение абсолютного нуля, при котором энтропия системы равна нулю, а тепловые колебания частиц отсутствуют, невозможно.

 

Тем не менее, за последние годы научные знания несколько расширились: физикам-теоретикам удалось доказать, что в некоторых случаях распределение энергии частиц может быть обратным. В таких системах доля частиц с высокой энергией повышается с падением температуры, а не с ее ростом.

 

В ходе эксперимента ученые сначала охладили квантовый калиевый газ до температуры, близкой к абсолютному нулю, но частицы при этом все равно продолжали отталкиваться друг от друга. После этого на них воздействовали магнитным полем, в результате чего частицы стали притягиваться. Комбинация лазера и магнитных ловушек позволила стабилизировать частицы, что, согласно базовым принципам термодинамики, возможно лишь при абсолютном нуле. Последующее резкое изменение магнитного поля позволило достичь локального равновесия в неравновесной квантовой системе, что и трактуется учеными как скачкообразный переход к отрицательной абсолютной температуре.

 

Справедливости ради стоит сказать, что понятие отрицательной абсолютной температуры довольно условно и применимо лишь к некоторым квантовым системам с конечным числом уровней. Скорее, это все тот же абсолютный нуль, к которому ученым удалось приблизиться с отрицательной стороны.

 

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

Вчера, 15:33
2 минуты
Илья Ведмеденко

Конгрессмены считают, что программа «Артемида», направленная на возвращение американцев на спутник Земли, может столкнуться с непредвиденными трудностями.

16 октября
7 минут
Полина Гершберг

Исследователи воссоздали карту древнего города при помощи технологии лазерного сканирования.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.