อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์

อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์(ไม่บ่อยนัก - อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์) - ขีดจำกัดอุณหภูมิต่ำสุดที่ร่างกายในจักรวาลสามารถมีได้ ศูนย์สัมบูรณ์ทำหน้าที่เป็นจุดกำเนิดของระดับอุณหภูมิสัมบูรณ์ เช่น ระดับเคลวิน ในปี พ.ศ. 2497 การประชุมใหญ่สามัญว่าด้วยน้ำหนักและการวัดได้กำหนดมาตราส่วนอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์โดยมีจุดอ้างอิงหนึ่งจุด - จุดสามจุดของน้ำ ซึ่งอุณหภูมิอยู่ที่ 273.16 เคลวิน (แน่นอน) ซึ่งสอดคล้องกับ 0.01 °C ดังนั้น ในระดับเซลเซียส อุณหภูมิจะสอดคล้องกับศูนย์สัมบูรณ์ −273.15 °C

ปรากฏการณ์ที่สังเกตได้ใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์

ที่อุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ ผลกระทบเชิงควอนตัมเพียงอย่างเดียวสามารถสังเกตได้ในระดับมหภาค เช่น:

หมายเหตุ

วรรณกรรม

• ก.เบอร์มิน. โจมตีศูนย์สัมบูรณ์ - อ.: “วรรณกรรมเด็ก”, 2526

ดูเพิ่มเติม

มูลนิธิวิกิมีเดีย

• 2010.
• กำลังไป

กษภานาคา

ดูว่า "อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร:อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์ - จุดอ้างอิงทางอุณหพลศาสตร์ อุณหภูมิ; อยู่ที่ 273.16 K ต่ำกว่าอุณหภูมิสามจุด (0.01 ° C) ของน้ำ (273.15 ° C ต่ำกว่าอุณหภูมิศูนย์ในระดับเซลเซียส (ดู ระดับอุณหภูมิ) การมีอยู่ของระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์และ A. n. T.… …

สารานุกรมกายภาพอุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์ - จุดเริ่มต้นของการอ่านอุณหภูมิสัมบูรณ์ในระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ ศูนย์สัมบูรณ์อยู่ที่ 273.16°C ต่ำกว่าอุณหภูมิจุดสามจุดของน้ำ ซึ่งถือว่าอยู่ที่ 0.01°C อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์นั้นไม่สามารถบรรลุได้โดยพื้นฐานแล้ว... ...

สารานุกรมกายภาพพจนานุกรมสารานุกรม - absoliutusis nulis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Termodinaminės temperatūros atskaitos pradžia, esanti 273.16 K žemiau trigubojo vandens taško. Pagal trečiónjį termodinamikos dėsnį, absoliutusis nulis nepasiekiamas. atitikmenys: อังกฤษ… …

Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynasอุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์ - การอ่านค่าเบื้องต้นตามสเกลเคลวินคืออุณหภูมิติดลบ 273.16 องศาตามสเกลเซลเซียส...

จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่- อุณหภูมิ จุดเริ่มต้นของการอ่านอุณหภูมิในระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ ศูนย์สัมบูรณ์อยู่ที่ 273.16°C ต่ำกว่าอุณหภูมิจุดสามจุดของน้ำ (0.01°C) โดยพื้นฐานแล้วศูนย์สัมบูรณ์นั้นไม่สามารถบรรลุได้ อุณหภูมิเกือบจะถึงระดับแล้ว... ... สารานุกรมสมัยใหม่

จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่- อุณหภูมิเป็นจุดเริ่มต้นของการอ่านค่าอุณหภูมิในระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ ศูนย์สัมบูรณ์อยู่ที่ 273.16.C ต่ำกว่าอุณหภูมิของจุดสามจุดของน้ำ ซึ่งมีค่าเท่ากับ 0.01.C โดยพื้นฐานแล้วศูนย์สัมบูรณ์นั้นไม่สามารถบรรลุได้ (ดู... ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่- อุณหภูมิที่แสดงการไม่มีความร้อนเท่ากับ 218 ° C พจนานุกรมคำต่างประเทศรวมอยู่ในภาษารัสเซีย Pavlenkov F. , 1907 อุณหภูมิเป็นศูนย์สัมบูรณ์ (ทางกายภาพ) - อุณหภูมิต่ำสุดที่เป็นไปได้ (273.15°C) พจนานุกรมเล่มใหญ่...... พจนานุกรมคำต่างประเทศในภาษารัสเซีย

จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่- อุณหภูมิ จุดเริ่มต้นของอุณหภูมิตามระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ (ดู THERMODYNAMIC TEMPERATURE SCALE) ศูนย์สัมบูรณ์อยู่ที่ 273.16 °C ต่ำกว่าอุณหภูมิของจุดสามจุด (ดูจุดสามจุด) ของน้ำ ซึ่งเป็นที่ยอมรับ ... ... - จุดเริ่มต้นของการอ่านอุณหภูมิสัมบูรณ์ในระดับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ ศูนย์สัมบูรณ์อยู่ที่ 273.16°C ต่ำกว่าอุณหภูมิจุดสามจุดของน้ำ ซึ่งถือว่าอยู่ที่ 0.01°C อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์นั้นไม่สามารถบรรลุได้โดยพื้นฐานแล้ว... ...

จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่- อุณหภูมิต่ำมากซึ่งการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลหยุดลง ความดันและปริมาตรของก๊าซในอุดมคติตามกฎของบอยล์-มาริโอตจะเท่ากับศูนย์ และจุดเริ่มต้นของอุณหภูมิสัมบูรณ์ในระดับเคลวินจะเท่ากับ... ... พจนานุกรมนิเวศวิทยา

จุดเริ่มต้นของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่- จุดเริ่มต้นของการนับอุณหภูมิสัมบูรณ์ สอดคล้องกับ 273.16° C ในปัจจุบัน ในห้องปฏิบัติการทางกายภาพ อุณหภูมิที่เกินศูนย์สัมบูรณ์เป็นไปได้เพียงไม่กี่ในล้านองศา และตามกฎหมาย... ... สารานุกรมถ่านหิน

การวัดใดๆ ก็ตามจำเป็นต้องมีจุดอ้างอิง อุณหภูมิก็ไม่มีข้อยกเว้น สำหรับระดับฟาเรนไฮต์ เครื่องหมายศูนย์นี้คืออุณหภูมิของหิมะผสมกับเกลือแกง สำหรับระดับเซลเซียส มันคืออุณหภูมิเยือกแข็งของน้ำ แต่มีจุดอ้างอิงอุณหภูมิพิเศษคือศูนย์สัมบูรณ์

ศูนย์อุณหภูมิสัมบูรณ์เท่ากับ 273.15 องศาเซลเซียส ต่ำกว่าศูนย์ และ 459.67 ต่ำกว่าศูนย์ฟาเรนไฮต์ สำหรับระดับอุณหภูมิเคลวิน อุณหภูมินี้เองจะเป็นศูนย์

สาระสำคัญของอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์

แนวคิดเรื่องศูนย์สัมบูรณ์มาจากแก่นแท้ของอุณหภูมิ ร่างกายคนใดก็ตามมีพลังงานซึ่งจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกระหว่างการถ่ายเทความร้อน ในขณะเดียวกันอุณหภูมิของร่างกายก็ลดลงเช่น พลังงานเหลือน้อยลง ตามทฤษฎีแล้ว กระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้จนกว่าปริมาณพลังงานจะถึงระดับต่ำสุดจนร่างกายไม่สามารถปล่อยออกไปได้อีกต่อไป
ลางสังหรณ์ที่ห่างไกลของแนวคิดดังกล่าวมีอยู่แล้วใน M.V. นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่อธิบายความร้อนด้วยการเคลื่อนไหวแบบ "หมุน" ดังนั้นระดับความเย็นสูงสุดจึงหยุดการเคลื่อนไหวดังกล่าวโดยสมบูรณ์

ตามแนวคิดสมัยใหม่ อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์คือสถานะของสสารที่โมเลกุลมีระดับพลังงานต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ ด้วยพลังงานที่น้อยลง เช่น ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ร่างกายจะไม่สามารถดำรงอยู่ได้

ทฤษฎีและการปฏิบัติ

อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์เป็นแนวคิดทางทฤษฎี ในทางปฏิบัติ เป็นไปไม่ได้เลยแม้แต่ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่มีอุปกรณ์ที่ทันสมัยที่สุด แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถทำให้สารเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก ซึ่งใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์

ที่อุณหภูมิดังกล่าว สารจะได้รับคุณสมบัติที่น่าทึ่งซึ่งไม่สามารถมีได้ภายใต้สถานการณ์ปกติ ปรอทซึ่งเรียกว่า "เงินมีชีวิต" เนื่องจากอยู่ในสถานะใกล้กับของเหลว จะแข็งตัวที่อุณหภูมินี้ - จนถึงจุดที่สามารถใช้ตอกตะปูได้ โลหะบางชนิดจะเปราะเหมือนแก้ว ยางก็จะแข็งและเปราะเหมือนกัน หากคุณตีวัตถุที่เป็นยางด้วยค้อนที่อุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ มันจะแตกเหมือนแก้ว

การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัตินี้ยังสัมพันธ์กับธรรมชาติของความร้อนด้วย ยิ่งอุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้นเท่าไร โมเลกุลก็จะยิ่งมีความเข้มข้นและวุ่นวายมากขึ้นเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิลดลง การเคลื่อนไหวจะรุนแรงน้อยลง และโครงสร้างก็จะเป็นระเบียบมากขึ้น ดังนั้นก๊าซจึงกลายเป็นของเหลว และของเหลวก็กลายเป็นของแข็ง ระดับสูงสุดของการสั่งซื้อคือโครงสร้างคริสตัล ที่อุณหภูมิต่ำมาก แม้แต่สสารที่ปกติไม่มีรูปร่าง เช่น ยาง ก็ยังได้รับสารดังกล่าว

ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจก็เกิดขึ้นกับโลหะเช่นกัน อะตอมของโครงตาข่ายคริสตัลจะสั่นด้วยแอมพลิจูดที่น้อยลง การกระเจิงของอิเล็กตรอนลดลง และความต้านทานไฟฟ้าจึงลดลง โลหะได้รับความเป็นตัวนำยิ่งยวดซึ่งการใช้งานจริงนั้นดูน่าดึงดูดมากแม้ว่าจะทำได้ยากก็ตาม

แนวคิดทางกายภาพของ "อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์" มีความสำคัญมากสำหรับวิทยาศาสตร์สมัยใหม่: มันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับแนวคิดเช่นความเป็นตัวนำยิ่งยวดซึ่งการค้นพบนี้สร้างความรู้สึกที่แท้จริงในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ยี่สิบ

เพื่อให้เข้าใจว่าศูนย์สัมบูรณ์คืออะไร คุณควรหันไปดูผลงานของนักฟิสิกส์ชื่อดังเช่น G. Fahrenheit, A.Celsius, J. Gay-Lussac และ W. Thomson พวกเขามีบทบาทสำคัญในการสร้างเครื่องชั่งน้ำหนักหลักที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน

คนแรกที่เสนอระดับอุณหภูมิของเขาคือนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน G. Fahrenheit ในปี 1714 ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิของส่วนผสมซึ่งรวมถึงหิมะและแอมโมเนียถือเป็นศูนย์สัมบูรณ์ นั่นคือเป็นจุดต่ำสุดของมาตราส่วนนี้ ตัวบ่งชี้ที่สำคัญถัดไปคือซึ่งมีค่าเท่ากับ 1,000 ดังนั้น แต่ละส่วนของมาตราส่วนนี้จึงเรียกว่า "องศาฟาเรนไฮต์" และมาตราส่วนเองก็เรียกว่า "มาตราส่วนฟาเรนไฮต์"

30 ปีต่อมา เอ. เซลเซียส นักดาราศาสตร์ชาวสวีเดนได้เสนอมาตรวัดอุณหภูมิของตนเอง โดยประเด็นหลักคืออุณหภูมิละลายของน้ำแข็งและน้ำ มาตราส่วนนี้เรียกว่า "มาตราส่วนเซลเซียส" ซึ่งยังคงได้รับความนิยมในประเทศส่วนใหญ่ของโลก รวมถึงรัสเซียด้วย

ในปี 1802 ขณะทำการทดลองที่มีชื่อเสียงของเขา J. Gay-Lussac นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสค้นพบว่าปริมาตรของก๊าซที่ความดันคงที่นั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยตรง แต่สิ่งที่น่าสงสัยที่สุดคือเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 10 องศาเซลเซียส ปริมาตรของก๊าซจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงตามปริมาณที่เท่ากัน เมื่อทำการคำนวณที่จำเป็นแล้ว Gay-Lussac พบว่าค่านี้เท่ากับ 1/273 ของปริมาตรของก๊าซที่อุณหภูมิ 0C

กฎข้อนี้นำไปสู่ข้อสรุปที่ชัดเจน: อุณหภูมิเท่ากับ -2,730C เป็นอุณหภูมิต่ำสุด แม้ว่าคุณจะเข้าใกล้อุณหภูมินั้น ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุผลดังกล่าว อุณหภูมินี้เรียกว่า "อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์"

ยิ่งไปกว่านั้น ศูนย์สัมบูรณ์ยังกลายเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการสร้างระดับอุณหภูมิสัมบูรณ์ ซึ่งนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ดับเบิลยู. ทอมสัน หรือที่รู้จักในชื่อลอร์ดเคลวิน เข้ามามีส่วนร่วม

งานวิจัยหลักของเขาเกี่ยวข้องกับการพิสูจน์ว่าไม่มีร่างกายใดในธรรมชาติที่สามารถระบายความร้อนให้ต่ำกว่าศูนย์สัมบูรณ์ได้ ในเวลาเดียวกัน เขาใช้อันที่สองอย่างจริงจัง ดังนั้น สเกลอุณหภูมิสัมบูรณ์ที่เขาแนะนำในปี 1848 จึงถูกเรียกว่าเทอร์โมไดนามิกส์หรือ "สเกลเคลวิน"

ในปีและทศวรรษต่อ ๆ มา มีเพียงการชี้แจงเชิงตัวเลขของแนวคิด "ศูนย์สัมบูรณ์" เท่านั้นที่เกิดขึ้น ซึ่งหลังจากข้อตกลงหลายประการเริ่มถือว่ามีค่าเท่ากับ -273.150C

เป็นที่น่าสังเกตว่าศูนย์สัมบูรณ์มีบทบาทสำคัญมากในประเด็นทั้งหมดคือในปี 1960 ในการประชุมใหญ่สามัญเรื่องน้ำหนักและการวัดครั้งถัดไป หน่วยของอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ - เคลวิน - กลายเป็นหนึ่งในหกหน่วยการวัดพื้นฐาน . ในเวลาเดียวกัน มีการระบุไว้เป็นพิเศษว่าหนึ่งองศาเคลวินเป็นตัวเลขเท่ากับหนึ่ง แต่จุดอ้างอิง "ตามเคลวิน" มักจะถือว่าเป็นศูนย์สัมบูรณ์ นั่นคือ -273.150C

ความหมายทางกายภาพหลักของศูนย์สัมบูรณ์คือตามกฎฟิสิกส์พื้นฐาน ที่อุณหภูมิดังกล่าว พลังงานการเคลื่อนที่ของอนุภาคมูลฐาน เช่น อะตอมและโมเลกุล จะเป็นศูนย์ และในกรณีนี้ การเคลื่อนไหวที่วุ่นวายของอนุภาคเดียวกันเหล่านี้ควร หยุด. ที่อุณหภูมิเท่ากับศูนย์สัมบูรณ์ อะตอมและโมเลกุลจะต้องอยู่ในตำแหน่งที่ชัดเจนที่จุดหลักของโครงตาข่ายคริสตัล ทำให้เกิดระบบที่เป็นระเบียบ

ปัจจุบันนี้ นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจวัดอุณหภูมิที่สูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์ได้เพียงไม่กี่ส่วนในล้านส่วนโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ เป็นไปไม่ได้ทางกายภาพที่จะบรรลุค่านี้เนื่องจากกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ที่อธิบายไว้ข้างต้น

การวัดใดๆ ก็ตามจำเป็นต้องมีจุดอ้างอิง อุณหภูมิก็ไม่มีข้อยกเว้น สำหรับระดับฟาเรนไฮต์ เครื่องหมายศูนย์นี้คืออุณหภูมิของหิมะผสมกับเกลือแกง สำหรับระดับเซลเซียส มันคืออุณหภูมิเยือกแข็งของน้ำ แต่มีจุดอ้างอิงอุณหภูมิพิเศษคือศูนย์สัมบูรณ์ ศูนย์อุณหภูมิสัมบูรณ์เท่ากับ 273.15 องศาเซลเซียส ต่ำกว่าศูนย์ และ 459.67 ต่ำกว่าศูนย์ฟาเรนไฮต์ สำหรับระดับอุณหภูมิเคลวิน อุณหภูมินี้เองจะเป็นศูนย์

สาระสำคัญของอุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์

แนวคิดเรื่องศูนย์สัมบูรณ์มาจากแก่นแท้ของอุณหภูมิ ร่างกายคนใดก็ตามมีพลังงานซึ่งจะถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกระหว่างการถ่ายเทความร้อน ในขณะเดียวกันอุณหภูมิของร่างกายก็ลดลงเช่น พลังงานเหลือน้อยลง ตามทฤษฎีแล้ว กระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้จนกว่าปริมาณพลังงานจะถึงระดับต่ำสุดจนร่างกายไม่สามารถปล่อยออกไปได้อีกต่อไป
ลางสังหรณ์ที่ห่างไกลของแนวคิดดังกล่าวมีอยู่แล้วใน M.V. นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่อธิบายความร้อนด้วยการเคลื่อนไหวแบบ "หมุน" ดังนั้น ระดับความเย็นสูงสุดคือการหยุดการเคลื่อนไหวดังกล่าวโดยสมบูรณ์ ตามแนวคิดสมัยใหม่ อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์คือสถานะของสสารที่โมเลกุลมีระดับพลังงานต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ ด้วยพลังงานที่น้อยลง เช่น ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ร่างกายจะไม่สามารถดำรงอยู่ได้

ทฤษฎีและการปฏิบัติ

อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์เป็นแนวคิดทางทฤษฎี ในทางปฏิบัติ เป็นไปไม่ได้เลยแม้แต่ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่มีอุปกรณ์ที่ทันสมัยที่สุด แต่นักวิทยาศาสตร์สามารถทำให้สสารเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำมาก ซึ่งใกล้เคียงกับศูนย์สัมบูรณ์ ที่อุณหภูมิเช่นนั้น สสารจะได้รับคุณสมบัติที่น่าทึ่งซึ่งไม่สามารถมีได้ภายใต้สถานการณ์ปกติ ปรอทซึ่งเรียกว่า "เงินมีชีวิต" เนื่องจากอยู่ในสถานะใกล้กับของเหลว จะแข็งตัวที่อุณหภูมินี้ - จนถึงจุดที่สามารถใช้ตอกตะปูได้ โลหะบางชนิดจะเปราะเหมือนแก้ว ยางก็จะแข็งและเปราะเหมือนกัน หากคุณตีวัตถุที่เป็นยางด้วยค้อนที่อุณหภูมิใกล้กับศูนย์สัมบูรณ์ มันจะแตกเหมือนแก้ว การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัตินี้สัมพันธ์กับธรรมชาติของความร้อนด้วย ยิ่งอุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้นเท่าไร โมเลกุลก็จะยิ่งมีความเข้มข้นและวุ่นวายมากขึ้นเท่านั้น เมื่ออุณหภูมิลดลง การเคลื่อนไหวจะรุนแรงน้อยลง และโครงสร้างก็จะเป็นระเบียบมากขึ้น ดังนั้นก๊าซจึงกลายเป็นของเหลว และของเหลวก็กลายเป็นของแข็ง ระดับสูงสุดของการสั่งซื้อคือโครงสร้างคริสตัล ที่อุณหภูมิต่ำมาก แม้แต่สสารที่ปกติไม่มีรูปร่าง เช่น ยาง ก็เกิดปรากฏการณ์นี้ขึ้นกับโลหะเช่นกัน อะตอมของโครงตาข่ายคริสตัลจะสั่นด้วยแอมพลิจูดที่น้อยลง การกระเจิงของอิเล็กตรอนลดลง และความต้านทานไฟฟ้าจึงลดลง โลหะได้รับความเป็นตัวนำยิ่งยวดซึ่งการใช้งานจริงนั้นดูน่าดึงดูดมากแม้ว่าจะทำได้ยากก็ตาม

คุณเคยคิดบ้างไหมว่าอุณหภูมิจะต่ำได้แค่ไหน? ศูนย์สัมบูรณ์คืออะไร? มนุษยชาติจะสามารถบรรลุเป้าหมายดังกล่าวได้หรือไม่ และโอกาสใดบ้างที่จะเกิดขึ้นหลังจากการค้นพบดังกล่าว คำถามเหล่านี้และคำถามอื่นที่คล้ายคลึงกันอยู่ในใจของนักฟิสิกส์หลายคนและคนที่อยากรู้อยากเห็นมานานแล้ว

อะไรคือศูนย์สัมบูรณ์

แม้ว่าคุณจะไม่ชอบฟิสิกส์มาตั้งแต่เด็ก แต่คุณคงคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องอุณหภูมิอยู่แล้ว ต้องขอบคุณทฤษฎีจลน์ศาสตร์ของโมเลกุล ตอนนี้เรารู้แล้วว่ามีความเชื่อมโยงคงที่ระหว่างมันกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลและอะตอม ยิ่งอุณหภูมิของร่างกายสูงขึ้นเท่าไร อะตอมของมันจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน คำถามเกิดขึ้น: “มีขีดจำกัดล่างที่อนุภาคมูลฐานจะแข็งตัวอยู่หรือไม่?” นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎี เทอร์โมมิเตอร์จะอยู่ที่ -273.15 องศาเซลเซียส ค่านี้เรียกว่าศูนย์สัมบูรณ์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง นี่คือขีดจำกัดขั้นต่ำที่เป็นไปได้ในการทำให้ร่างกายเย็นลง มีแม้แต่มาตราส่วนอุณหภูมิสัมบูรณ์ (มาตราส่วนเคลวิน) โดยที่ศูนย์สัมบูรณ์คือจุดอ้างอิง และการแบ่งหน่วยของมาตราส่วนจะเท่ากับหนึ่งองศา นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกไม่หยุดทำงานเพื่อให้บรรลุคุณค่านี้ เนื่องจากสิ่งนี้ให้คำมั่นสัญญาถึงโอกาสอันมหาศาลสำหรับมนุษยชาติ

เหตุใดสิ่งนี้จึงสำคัญมาก

อุณหภูมิที่ต่ำมากและสูงมากมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับแนวคิดเรื่องความเป็นของเหลวยิ่งยวดและความเป็นตัวนำยิ่งยวด การหายไปของความต้านทานไฟฟ้าในตัวนำยิ่งยวดจะทำให้ได้ค่าประสิทธิภาพที่ไม่สามารถจินตนาการได้และกำจัดการสูญเสียพลังงาน หากเราสามารถค้นพบวิธีที่ช่วยให้เราบรรลุถึงคุณค่าของ "ศูนย์สัมบูรณ์" ได้อย่างอิสระ ปัญหาต่างๆ ของมนุษยชาติก็จะได้รับการแก้ไข รถไฟที่ลอยอยู่เหนือราง เครื่องยนต์ที่เบากว่าและเล็กกว่า หม้อแปลงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เครื่องแมกนีโทเซนเซฟาโลกราฟีที่มีความแม่นยำสูง นาฬิกาที่มีความแม่นยำสูง นี่เป็นเพียงตัวอย่างเล็กๆ น้อยๆ ของสิ่งที่ตัวนำยิ่งยวดสามารถนำมาสู่ชีวิตของเราได้

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2546 นักวิจัยจาก MIT และ NASA สามารถทำให้ก๊าซโซเดียมเย็นลงจนต่ำสุดเป็นประวัติการณ์ ในระหว่างการทดลอง พวกมันอยู่ห่างจากเส้นชัยเพียงครึ่งพันล้านองศาเท่านั้น (ศูนย์สัมบูรณ์) ในระหว่างการทดสอบ โซเดียมจะอยู่ในสนามแม่เหล็กตลอดเวลา ซึ่งทำให้ไม่สัมผัสกับผนังของภาชนะ หากเป็นไปได้ที่จะเอาชนะอุปสรรคด้านอุณหภูมิ การเคลื่อนที่ของโมเลกุลในก๊าซจะหยุดลงโดยสิ้นเชิง เนื่องจากการระบายความร้อนดังกล่าวจะดึงพลังงานทั้งหมดออกจากโซเดียม นักวิจัยใช้เทคนิคที่ผู้เขียน (Wolfgang Ketterle) ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 2544 จุดสำคัญในการทดสอบคือกระบวนการก๊าซของการควบแน่นของโบส-ไอน์สไตน์ ในขณะเดียวกัน ยังไม่มีใครยกเลิกกฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ โดยที่ศูนย์สัมบูรณ์ไม่เพียงแต่เป็นค่าที่ผ่านไม่ได้เท่านั้น แต่ยังเป็นค่าที่ไม่สามารถบรรลุได้ด้วย นอกจากนี้ ยังใช้หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก และอะตอมก็ไม่สามารถหยุดตายในเส้นทางของพวกมันได้ ดังนั้น ในขณะนี้ อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์ยังคงไม่สามารถบรรลุได้สำหรับวิทยาศาสตร์ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะสามารถเข้าใกล้อุณหภูมิดังกล่าวได้ในระยะห่างที่น้อยมากก็ตาม