Абсолютный нуль — не предел! — Naked Science
4 минуты
Редакция

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
©Wikipedia

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.

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 18:20
5 минут
Василий Парфенов

За последние полгода у медиков и ученых существенно улучшилось понимание механизмов функционирования вируса SARS-CoV-2 в организме человека и особенностей протекания вызываемой им инфекции. И если тяжесть проявления симптомов Covid-19 точно зависит от возраста пациента, то как он влияет на восприимчивость к этой болезни, детально не изучалось.

Позавчера, 20:29
7 минут
Денис Гордеев

Изучение инфекционного процесса проводили благодаря комбинации флуоресцентной микроскопии и генетического анализа отдельных клеток.

4 часа назад
5 минут
Редакция

Первый автомобиль в виде, с которым мы знакомы сегодня, был представлен компанией Daimler-Motoren-Gesellschaft весной 1901 года. Это был Mercedes 35 PS – одна из самых первых машин с бензиновым двигателем в истории и первое авто под торговой маркой Mercedes.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Позавчера, 18:20
5 минут
Василий Парфенов

За последние полгода у медиков и ученых существенно улучшилось понимание механизмов функционирования вируса SARS-CoV-2 в организме человека и особенностей протекания вызываемой им инфекции. И если тяжесть проявления симптомов Covid-19 точно зависит от возраста пациента, то как он влияет на восприимчивость к этой болезни, детально не изучалось.

Позавчера, 20:29
7 минут
Денис Гордеев

Изучение инфекционного процесса проводили благодаря комбинации флуоресцентной микроскопии и генетического анализа отдельных клеток.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: