Absolutna nič: zgodovina odkritja in glavna uporaba

Fizični koncept "absolutne ničelne temperature" je za sodobno znanost zelo pomemben: tesno je povezan s takšnim konceptom kot superprevodnost, katere odkritje je v drugi polovici dvajsetega stoletja postalo pravi furor.

Da bi razumeli, kaj je absolutna nič, se moramo obrniti na dela takšnih znanih fizikov kot G. Fahrenheit, A. Celsius, J. Gay-Lussac in W. Thomson. Igrali so ključno vlogo pri ustvarjanju glavnih temperaturnih lestvic, ki so bile doslej uporabljene.

Prva temperaturna lestvica, ki jo je leta 1714 predlagal nemški fizik G. Fahrenheit. Hkrati je bila za absolutno ničlo, to je za najnižjo točko te lestvice, vzeta temperatura mešanice, ki je vključevala sneženje in amoniak. Naslednji pomemben kazalnik je bil normalna telesna temperatura osebe, ki je postal enako 1000. Skladno s tem je bila vsaka razdelitev te lestvice imenovana "Fahrenheit", in sama lestvica - "Fahrenheitske lestvice".

Po 30 letih je švedski astronom A. Celsius predlagal svojo temperaturno lestvico, kjer so bile glavne točke temperatura taljenja ledu in vrelišče voda. Ta lestvica se imenuje "Celzijska lestvica", je še vedno priljubljena v večini držav sveta, tudi v Rusiji.

Leta 1802 je francoski znanstvenik J. Gay-Lussac s svojimi znanimi eksperimenti odkril, da je prostornina plinske mase pri stalnem tlaku neposredno odvisna od temperature. Najbolj zanimiva pa je bila, da se je temperatura, ki je bila spremenjena za 10 stopinj Celzija, povečala ali zmanjšala količina plina za isto količino. Po opravljenih potrebnih izračunih je Gay-Lussac ugotovil, da je bila ta vrednost 1/273 volumna plina pri temperaturi, ki je enaka 0 ° C.

Iz tega zakona je sledil zaključen zaključek: temperatura, ki je enaka -2730C, je najnižja temperatura, čeprav je blizu nje, je nemogoče doseči. Ta temperatura je bila imenovana "absolutna ničelna temperatura".

Poleg tega je bila absolutna ničelna izhodiščna točka za ustvarjanje lestvice absolutne temperature, aktivno udeležbo pri kateri je angleški fizik W. Thomson, znan tudi kot Lord Kelvin.

Njegova glavna raziskava se je nanašala na dokaz, da se nobeno telo v naravi ne ohladi pod absolutno ničlo. Pri tem je aktivno uporabil drugo zakon termodinamike, zato je absolutna temperaturna lestvica, ki jo je uvedel leta 1848, postala znana kot termodinamična ali "Kelvinova lestvica".

V naslednjih letih in desetletjih je bilo samo numerično izboljšanje koncepta "absolutne ničle", ki je po številnih odobritvah začelo veljati za -273.150.

Prav tako je treba omeniti, da absolutna ničla igra zelo pomembno vlogo v SI sistem. Stvar je, da je enota termodinamične temperature - kelvin - leta 1960 na redni splošni konferenci o utežeh in merah postala ena od šestih osnovnih enot merjenja. Posebno je bilo določeno, da je ena stopnja Kelvina številčno enaka eni stopinj Celzija, Na splošno se domneva, da je referenčna točka "glede na Kelvin" absolutna nič, to je -273,150C.

Osnovni fizični pomen absolutne ničle je, da je v skladu s temeljnimi fizičnimi zakoni pri taki temperaturi energija gibanja osnovnih delcev, kot so atomi in molekule, nič, in v tem primeru mora prenehati kakršno koli kaotično gibanje teh istih delcev. Pri temperaturi, ki je enaka absolutni ničli, morajo atomi in molekule v glavnih točkah kristalne rešetke imeti jasno pozicijo in tvorijo urejeni sistem.

Z uporabo posebne opreme so znanstveniki v tem času lahko dobili le nekaj milijoninih delcev, večje od absolutne ničle. Zaradi drugega zgoraj opisanega zakona o termodinamiki je fizično nemogoče doseči enako vrednost.