Teoricamente, o zero absoluto é a temperatura mais baixa possível em qualquer lugar do universo. É a base para a escala Kelvin, uma das três escalas de temperatura usadas na física e na vida cotidiana. O zero absoluto corresponde a 0 graus Kelvin, escrito como 0 K, o que equivale a -273,15 ° Celsius (ou centígrado) e a -459,67 ° Fahrenheit. A escala Kelvin não inclui números negativos nem símbolos de graus.
A temperatura em si é uma medida do movimento das partículas e, no zero absoluto, todas as partículas da natureza têm um movimento associado à vibração mínimo, com um nível de movimento minúsculo. no nível da mecânica quântica. Os cientistas chegaram tentadoramente perto de atingir o zero absoluto em condições de laboratório, mas nunca o alcançaram.
As três escalas de temperatura e o zero absoluto
O ponto de fusão (ou congelamento) da água e o ponto de ebulição da água são: definido como 0 e 100 na escala Celsius, também conhecida como escala centígrada. A escala de Fahrenheit não foi determinada com essas conveniências naturais em mente, e os pontos de fusão e ebulição da água correspondem a 32 ° F e 212 ° F, respectivamente.
As escalas Celsius e Kelvin têm a mesma unidade de medida; ou seja, cada aumento de um grau na temperatura Kelvin corresponde a um aumento de um grau na temperatura Celsius, embora sejam compensados em 273,15 graus.
Para converter entre Fahrenheit e Celsius, use F \u003d ( 1.8) C + 32 A viabilidade de atingir o zero absoluto em experimentos científicos é limitada pelo fato de que quanto mais próximo do zero absoluto um cientista fica, mais É difícil remover qualquer calor restante do sistema - intervir nas poucas colisões atômicas restantes é praticamente impossível. Em 1994, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia em Boulder, Colorado, alcançou uma temperatura recorde baixa de 700 nK, ou 700 bilionésimos de grau, e em 2003, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts a reduziram para 450 pK ou 0,45 nK . Sob as limitações normais de temperatura do dia-a-dia, muitas reações físicas e químicas diminuem visivelmente. Pense em ligar o carro em uma manhã fria de inverno, em comparação com a mesma tarefa em um dia frio de outono, ou sobre o quão mais rápidas as reações em seu próprio corpo se tornam quando você aquece fazendo exercícios. O observatório Planck da Agência Espacial Européia, lançado no espaço em 2009, incluiu instrumentos que foram congelados a 0,1 Kelvin, um ajuste necessário para impedir que a radiação de microondas atrapalhe a visão das câmeras de satélite a bordo. Isso foi alcançado após o lançamento em quatro etapas, algumas das quais envolviam preparações circulantes de hidrogênio e hélio. Em 2013, uma abordagem única para reduzir a temperatura permitiu que pesquisadores da Universidade Ludwig-Maximilian de Munique, na Alemanha, forçassem uma pequeno número de átomos em um arranjo que parecia não apenas atingir o zero absoluto, mas ir abaixo dele. Eles usaram ímãs e lasers para mover um conjunto de 100.000 átomos de potássio para um estado com temperatura negativa na escala absoluta.
. As implicações físicas do zero absoluto
Experiências notáveis