In teoria, lo zero assoluto è la temperatura più fredda possibile in qualsiasi parte dell'universo. È la base per la scala Kelvin, una delle tre scale di temperatura usate nella fisica e nella vita di tutti i giorni. Lo zero assoluto corrisponde a 0 gradi Kelvin, scritto come 0 K, che equivale a -273.15 ° Celsius (o centigrado) e -459.67 ° Fahrenheit. La scala Kelvin non include né numeri negativi né simboli di grado.

La temperatura stessa è una misura del movimento delle particelle, e allo zero assoluto, tutte le particelle in natura hanno un movimento minimo associato alla vibrazione, con un minimo livello di movimento a livello quantomeccanico. Gli scienziati sono arrivati ​​allettanti per raggiungere lo zero assoluto in condizioni di laboratorio ma non l'hanno mai raggiunto.

Le tre scale di temperatura e Zero assoluto

Il punto di fusione dell'acqua (o punto di congelamento) e il punto di ebollizione di acqua sono definiti come 0 e 100 sulla scala Celsius, nota anche come scala centigrado. La scala di Fahrenheit non è stata determinata tenendo conto di tali comodità naturali ei punti di fusione e di ebollizione dell'acqua corrispondono rispettivamente a 32 ° F e 212 ° F.

Le scale Celsius e Kelvin hanno la stessa unità di misura; cioè, ogni aumento di un grado della temperatura di Kelvin corrisponde a un aumento di un grado della temperatura di Celsius, sebbene siano compensati di 273,15 gradi.

Per convertire tra Fahrenheit e Celsius, utilizzare F = ( 1.8) C + 32
.

Le implicazioni fisiche di Zero assoluto

La fattibilità di raggiungere lo zero assoluto negli esperimenti scientifici è limitata dal fatto che più vicino allo zero assoluto uno scienziato ottiene più è difficile rimuovere il calore residuo dal sistema, intervenire sulle poche collisioni atomiche rimanenti è praticamente impossibile. Nel 1994, il National Institute of Standards and Technology di Boulder, in Colorado, raggiunse una temperatura record di 700 nK, o 700 miliardesimi di grado, e nel 2003, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology lo abbassarono a 450 pK o 0,45 nK .

Sotto i normali limiti di temperatura di tutti i giorni, molte reazioni fisiche e chimiche rallentano sensibilmente. Pensa di avviare la tua auto in una fredda mattina d'inverno rispetto allo stesso compito in una fresca giornata autunnale, o di quanto più velocemente le reazioni nel tuo corpo diventano quando scaldi l'esercizio.

Esperimenti degni di nota

L'osservatorio di Planck dell'Agenzia spaziale europea, lanciato nello spazio nel 2009, comprendeva strumenti congelati a 0,1 Kelvin, un adeguamento necessario per impedire alle radiazioni a microonde di offuscare la visione della telecamera satellitare integrata. Ciò è stato ottenuto dopo il lancio in quattro fasi, alcune delle quali riguardavano la circolazione di preparazioni di idrogeno ed elio.

Nel 2013, un approccio unico all'abbassamento della temperatura ha permesso ai ricercatori dell'Università Ludwig-Maximilian di Monaco di un piccolo numero di atomi in un accordo che sembrava non solo raggiungere lo zero assoluto ma scendere sotto di esso. Hanno usato magneti e laser per spostare un ammasso di 100.000 atomi di potassio in uno stato con una temperatura negativa sulla scala assoluta.