Co je absolutní nula a je možné jej dosáhnout

Přemýšleli jste někdy o tom, jak nízká může být teplota? Co je absolutní nula? Bude vůbec lidstvo schopno to dosáhnout a jaké příležitosti se otevírají po takovém objevu? Tyto a další podobné otázky už dlouho zabíraly mysl mnoha fyziků a prostě zvědavých lidí.

Co je absolutní nula

Dokonce i když se od dětství nelíbilo fyziky, pravděpodobně znáte koncept teploty. Díky molekulárně-kinetické teorii nyní víme, že mezi ním a pohybem molekul a atomů je určité statické spojení: čím vyšší je teplota nějakého fyzického těla, tím rychleji se jeho atomy pohybují a naopak. Vyvstává otázka: "Je tu taková spodní hranice, při níž se elementární částice ztuhnou?". Vědci věří, že je teoreticky možné, že teploměr bude kolem -273,15 stupňů Celsia. Tato hodnota se nazývá absolutní nula. Jinými slovy, je to minimální možný limit, kterým může být fyzické tělo chlazeno. Je dokonce absolutní teplota měřítko (měřítko Kelvin), kde je absolutní nula referenčním bodem a jednotkové dělení stupnice se rovná jednomu stupni. Vědci po celém světě nepřestávají pracovat, aby dosáhli této hodnoty, neboť znamenají velké vyhlídky na lidstvo.

Proč je tak důležité

Mimořádně nízké a extrémní vysoké teploty úzce souvisí s pojmem superfluidity a supravodivosti. Zmizení elektrický odpor v supravodičů umožní dosáhnout nepředstavitelných hodnot účinnosti a eliminuje ztráty energie. Kdyby bylo možné najít způsob, který by volně dosáhl hodnoty "absolutní nuly", bylo by vyřešeno mnoho problémů lidstva. Vlaky, které se vznášejí nad kolejemi, lehčí a méně objemné motory, transformátory a generátory, vysoce přesná magnetická encefalografie, vysoce přesné hodiny jsou jen několika příklady toho, co může supravodivost přinést do našeho života.

Nedávné vědecké úspěchy

V září 2003 se výzkumníci z MIT a NASA podařilo chladit sodík na rekordní minimum. V průběhu experimentu až po konečnou známku (absolutní nula) jim chyběla pouze půl miliardtina stupně. V průběhu testování byl sodík vždy v magnetickém poli, který jej nedovolil dotýkat se stěn nádoby. Pokud by mohla být překonána teplotní bariéra, molekulární pohyb v plynu by se úplně zastavil, protože takové chlazení by extrahovalo veškerou energii ze sodíku. Výzkumníci použili techniku, jejíž autor (Wolfgang Ketterle) obdržel v roce 2001 Nobelovu cenu za fyziku. Klíčovým bodem provedených testů byly kondenzační procesy plynů Bose-Einstein. Mezitím nikdo dosud nezrušil třetí zákon o termodynamice, podle něhož je absolutní nula nejen neodolatelnou, ale také nedosažitelnou velikostí. Platné také Heisenbergův princip nejistoty a atomy prostě nemohou zastavit zakořeněné na místě. Zatím, absolutní nulová teplota pro vědu zůstává nedosažitelná, ačkoli vědci byli schopni se k ní přiblížit v nepatrně malé vzdálenosti.