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.
5 марта
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
9 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

5 марта
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

5 марта
7 минут
Василий Парфенов

С момента появления систем автономного вождения многие задавались вопросом: а как они будут выглядеть в идентичных условия? К счастью, у нас наконец-то появилась возможность сравнить два самых известных автомобильных автопилота: системы разработки Tesla и Waymo — дочерней структуры Alphabet, владеющей Google. Машины проехали по одному маршруту, но сделали это совершенно по-разному, что весьма удивляет.

Позавчера, 15:24
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
8 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: