انتقل إلى المحتوى

الصفر المطلق

من ويكيبيديا، الموسوعه الحره
 الصفر المطلق
 

تعديل  طالع توثيق القالب

لنك عشوائى
تصانيف شوف كمان
مصطلحات | مهن
جهاز| جوايز
كل الليستات		 الصفر المطلق
صفر كلفن (−273.15 بتتعرف درجة الحرارة المئوية (°C) بأنها الصفر المطلق.

الصفر المطلق هو اقل درجة حرارة ممكنة نظرى، هيا الحالة اللى توصل فيها الطاقة الداخلية للنظام، و فى الحالات المثالية الإنتروبيا ، لأدنى قيمها. بييتعرف مقياس كلفن بحيث يكون الصفر المطلق 0. K، يسوا −273.15 °C على مقياس سيليزيوس ، [1][2] و-459.67 °F على مقياس فهرنهايت .[3] يحدد مقياسا كلفن ورانكين درجة الصفر عند الصفر المطلق بحكم التعريف . ويمكن تقدير ده الحد باستقراء قانون الغاز المثالى لدرجة الحرارة اللى يبقا عندها حجم أو ضغط الغاز الكلاسيكى صفر.

رغم إمكانية الاقتراب من الصفر المطلق، إلا أنه مش ممكن بلوغه. بعض العمليات متساوية الإنتروبيا ، كالتمدد الأديباتى ، قادرة على خفض درجة حرارة النظام دون الحاجة لوسط أبرد. رغم ده ، ينص القانون التالت للديناميكا الحرارية على أنه مش ممكن لأى عملية فيزيائية الوصول لالصفر المطلق فى عدد محدود من الخطوات. ومع اقتراب النظام من ده الحد، يبقا خفض درجة الحرارة اكتر صعوبة، بغض النظر عن طريقة التبريد المستخدمة. سنة 2018، حقق علما فى جامعة بريمن درجات حرارة منخفضة توصل ل38 بيكو كلفن (pK)، أى 38 جزء من مليار من الدرجة فوق الصفر المطلق. عند دى الدرجات المنخفضة، بتبيين المادة ظواهر ميكانيكية كمومية غريبة، زى الموصلية الفائقة ، والميوعة الفائقة ، وتكثيف بوز-أينشتاين . لسه الجسيمات بتبيين حركة طاقة نقطة الصفر ، حسب مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ ، و بالنسبة لنظام من الفرميونات، حسب مبدأ استبعاد باولى .

قوانين الغازات المثالية

[تعديل]
تتجه كل مخططات الضغط و درجة الحرارة لثلاث عينات غازية مختلفة، اتقاسها عند حجم ثابت، لالصفر عند نفس النقطة، هيا الصفر المطلق.

بالنسبة للغاز المثالى ، الضغط يتناقص عند ثبات الحجم خطى مع درجة الحرارة، كما يتناقص الحجم عند ثبات الضغط خطى مع درجة الحرارة. وعند التعبير عن دى العلاقات باستخدام مقياس سيليزيوس ، يؤول الضغط والحجم لالصفر عند حوالى -273.15 درجة مئوية. وده يعنى وجود حد اقل لدرجة الحرارة، يتجاوزه يبقا للغاز ضغط أو حجم سالب، هيا نتيجة غير منطقية.[4][5]

لحل المشكلة دى ، تم تقديم مفهوم درجة الحرارة المطلقة، حيث بتتعرف الصفر المطلق (0 كلفن) بأنه النقطة اللى ينعدم عندها الضغط أو الحجم فى الغاز المثالى. تُعادل دى الدرجة -273.15 درجة مئوية، ومعروفه بالصفر المطلق. علشان كده ، تمت صياغة قانون الغاز المثالى بدلالة درجة الحرارة المطلقة ليتوافق مع سلوك الغاز المرصود والحدود الفيزيائية.[6]

مقاييس درجة الحرارة المطلقة

[تعديل]

درجة الحرارة المطلقة فى العاده بتتقاس بمقياس كلفن (باستخدام وحدات قياس مئوية ) [1] ، ونادر ما بتتقاس بمقياس رانكين (باستخدام وحدات قياس فهرنهايت ). بييحدد قياس درجة الحرارة المطلقة بشكل فريد بثابت ضربى بييحدد قيمة الدرجة ، علشان كده نسب درجتى حرارة مطلقتين ، T2 / T1 ، تكون متدورة فى كل المقاييس.

درجة الحرارة المطلقة تظهر بشكل طبيعى فى الميكانيكا الإحصائية . ففى توزيعات ماكسويل-بولتزمان ، وفيرمي-ديراك ، وبوز-أينشتاين ، تظهر درجة الحرارة المطلقة فى العامل الأسى اللى يحدد كيفية توزيع الجسيمات على مستويات الطاقة. بالتحديد، يعتمد العدد النسبى للجسيمات عند طاقة معينة E بشكل أسى على E/kT ، حيث k هو ثابت بولتزمان و T هيا درجة الحرارة المطلقة.

استحالة الوصول للصفر المطلق

[تعديل]
الجانب الأيسر: ممكن الوصول لالصفر المطلق فى عدد محدود من الخطوات إذا كان S(0, X1) ≠ S(0, X2) . الجانب الأيمن: يلزم عدد لا نهائى من الخطوات لأن S(0, X1) = S(0, X2) . هنا، X هو واحد من المعاملات القابلة للتحكم فى النظام، زى حجمه أو ضغطه.

القانون التالت للديناميكا الحرارية يتعلق بسلوك الإنتروبيا لما درجة الحرارة تقترب من الصفر المطلق. وبيقول أن إنتروبيا النظام تقترب من قيمة دنيا ثابتة عند الصفر المطلق. ك. بالنسبة للبلورة المثالية ، دى القيمة الدنيا صفر، لأن النظام ها يكون فى حالة ترتيب مثالى مع وجود حالة ميكروسكوبية واحدة بس. فى بعض الأنظمة، قد توجد اكتر من حالة ميكروسكوبية واحدة عند الحد الأدنى للطاقة، و توجد بعض الإنتروبيا المتبقية عند الصفر. ك.[7]

توجد صيغ تانيه للقانون التالت للديناميكا الحرارية. تنص نظرية نيرنست للحرارة على أن التغير فى الإنتروبيا لأى عملية ذات درجة حرارة ثابتة يؤول لالصفر كلما اقتربت درجة الحرارة من الصفر.[8] ومن النتائج الرئيسية علشان كده أنه مش ممكن الوصول لالصفر المطلق، لأن إزالة الحرارة تبقا أقل كفاءة بشكل متزايد، وتتلاشى تغيرات الإنتروبيا. يعنى مبدأ عدم إمكانية الوصول ده أنه مش ممكن لأى عملية فيزيائية تبريد نظام لالصفر المطلق فى عدد محدود من الخطوات أو فى زمن محدود.[9]

الخواص الحرارية عند درجات الحرارة المنخفضة

[تعديل]

باستخدام نموذج ديباى ، تتناسب الحرارة النوعية و الإنتروبيا لبلورة نقية مع درجة الحرارة T 3 ، فى الوقت نفسه يتناسب المحتوى الحرارى والجهد الكيميائى مع درجة الحرارة T 4 (غوغنهايم، ص. 111). تنخفض دى الكميات باتجاه درجة حرارتها T = القيم الحدية صفر، والاقتراب بميل صفري . بالنسبة للحرارة النوعية على الأقل، القيمة الحدية نفسها تساوى صفر قطع، كما أثبتت التجارب اللى توصل لأقل من 10 ك. لحد نموذج أينشتاين الأقل تفصيل بيبيين ده الانخفاض الغريب فى الحرارة النوعية. فى الواقع، تتلاشى كل الحرارة النوعية عند الصفر المطلق، مش بس حرارة البلورات. وينطبق الأمر نفسه على معامل التمدد الحرارى . بتبيين علاقات ماكسويل أن كتير من الكميات التانيه تتلاشى أيضاً. كانت دى الظواهر مش متوقعة.

نموذج غاز فيرمى واحد من النماذج اللى تُقدّر خصايص غاز الإلكترونات عند الصفر المطلق فى المعادن. وبما أن الإلكترونات جسيمات فيرميونية ، فلا بدّ أن تكون فى حالات كمومية مختلفة،و ده يوصل لحصولها على سرعات نموذجية عالية اوى، لحد عند الصفر المطلق. بتتسمما أقصى طاقة ممكن تمتلكها الإلكترونات عند الصفر المطلق طاقة فيرمى . بتتعرف درجة حرارة فيرمى بأنها دى الطاقة القصوى مقسومة على ثابت بولتزمان، هيا فى حدود 80,000 كلفن لكثافات الإلكترونات النموذجية الموجودة فى المعادن. عند درجات حرارة أقل بكتير من درجة حرارة فيرمي، تتصرف الإلكترونات بنفس الطريقة بالتقريب زى ما فى حالة الصفر المطلق. وده يُفسّر فشل نظرية التوزيع المتساوى للطاقة الكلاسيكية للمعادن، اللى عجز الفيزيائيين الكلاسيكيون عن تفسيرها فى أواخر القرن التسعتاشر.

طاقة جيبس الحرة

[تعديل]

بما أن العلاقة بين التغيرات فى طاقة غيبس الحرة ( G ) والمحتوى الحرارى ( H ) و الإنتروبيا هي

و علشان كده، مع انخفاض درجة الحرارة T ، قيمتين تقترب ΔG و ΔH من بعضهما (طالما أن ΔS محدودة). اتوجد تجريبى أن كل العمليات التلقائية (بما فيها التفاعلات الكيميائية ) توصل لانخفاض فى G وقت تقدمها نحو حالة الاتزان . إذا كانت قيمتا ΔS و/أو T صغيرتين، الشرط ΔG < ممكن يشير الصفر لأن Δ H < يشير الصفر لتفاعل طارد للحرارة . بس، ده مش شرطًا؛ علشان ممكن بتحصل التفاعلات الماصة للحرارة تلقائى إذا كان معامل T Δ S كبير بما يكفى.

ميول مشتقات ΔG و ΔH تتقارب وتساوى الصفر عند درجة الحرارة T = 0. وده يضمن أن تكون قيم ΔG و ΔH متقاربة على مدى نطاق واسع من درجات الحرارة، ويبرر المبدأ التجريبى التقريبى لثومسن وبيرتيلو، اللى بيقول أن حالة التوازن اللى يوصل ليها النظام هيا الحالة اللى بتتطلق اكبر قدر من الحرارة ، يعنى العملية الفعلية هيا الاكتر طرد للحرارة (كالين، ص. 186–187).

طاقة النقطة الصفرية

[تعديل]
  
المقال الاساسى: Zero-point energy
كثافات الاحتمال والطاقات (المشار ليها بإزاحة) لحالات الطاقة الذاتية الأربع الأدنى لمذبذب توافقى كمومى . تشير ZPE لطاقة النقطة الصفرية.

النظام الكمى حتا عند الصفر المطلق، يحتفظ بحد اقل من الطاقة بسبب مبدأ هايزنبرغ للشك ، اللى يمنع الجسيمات من امتلاك كلى من الموضع والزخم المحددين بدقة. معروفه دى الطاقة المتبقية بطاقة النقطة الصفرية . فى حالة المذبذب التوافقى الكمومى ، و هو نموذج قياسى للاهتزازات فى الذرات والجزيئات، الشك فى زخم الجسيم يعنى أنه لازم يحتفظ ببعض الطاقة الحركية ، فى الوقت نفسه بيساهم الشك فى موضعه فى طاقة الوضع . وبسبب ده، يمتلك النظام ده طاقة غير صفرية عند الصفر المطلق.[10]

طاقة النقطة الصفرية تساعد فى تفسير بعض الظواهر الفيزيائية. فزى ، لا يتجمد الهيليوم السائل عند الضغط الجوى العادي، لحد عند درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق. وتمنع الحركة الكبيرة لذرات الهيليوم عند النقطة الصفرية، والناتجة عن كتلتها المنخفضة وقوى التجاذب بينها الضعيفة، من استقرارها فى بنية صلبة. ولا يتجمد الهيليوم إلا تحت ضغط عالى، حيث تُجبر الذرات على التقارب وبتزيد قوى التجاذب بينها قوةً.[10]

تاريخ

[تعديل]
روبرت بويل ، اللى كان رائداً فى فكرة الصفر المطلق.

روبرت بويل كان من أوائل من ناقشو إمكانية وجود درجة حرارة دنيا مطلقة. أوضح فى كتابه "تجارب وملاحظات جديدة حول البرودة" الصادر سنة 1665، الجدل المعروف باسم " البرودة الأولية" .[11] كان المفهوم ده منتشر بين علما الطبيعة ساعتها . فقد قال البعض وجود درجة حرارة دنيا مطلقة جوه الأرض (ك واحد من العناصر الكلاسيكية ال 4 )، وقال تانيين وجودها جوه الماء، وتانيين جوه الهواء، وقال البعض مؤخر وجودها جوه النترات . لكن بيظهر ان جميعهم اتفقوا على أنه "يوجد جسم ما يتميز بطبيعته بالبرودة الشديدة، وبمشاركته تكتسب كل الأجسام التانيه دى الخاصية".[12]

الحد الأقصى لدرجة البرودة

[تعديل]

الفيزيائى الفرنساوى غيوم أمونتونس طرح لأول مرة مسألة اذا كان فيه حدٌّ لدرجة البرودة الممكنة، و إن اتوجد، فأين لازم وضع الصفر، سنة 1703، و ده فى سياق تحسيناته على مقياس حرارة الهواء . أشار جهازه لدرجات الحرارة بالارتفاع اللى تدعم عنده كتلة معينة من الهواء عمود من الزئبق - أى ضغط الهواء، أو "مرونة" الهواء، اللى يتغير بتغير درجة الحرارة. لذلك، جادل أمونتونس بأن صفر مقياس الحرارة الخاص به ها يكون درجة الحرارة اللى تنعدم عندها مرونة الهواء.[13] استخدم مقياس بيشير لنقطة غليان الميه عند +73 ونقطة انصهار الجليد عند + ب كان الصفر يعادل حوالى -240 على مقياس سيليزيوس. اعتقد أمونتونس أنه مش ممكن الوصول لالصفر المطلق، علشان كده لم يحاول أبدًا حسابه بشكل صريح.[14] قيمة -240 °C، أو "431 قسم [فى مقياس الحرارة الفهرنهايت] تحت برودة الميه المتجمد" [15] تم نشرها بجورج مارتين سنة 1740.

التقريب الدقيق ده للقيمة الحديثة البالغة -273.15 تم تحسين درجة الحرارة المئوية [1] لصفر مقياس حرارة الهواء بشكل اكبر سنة 1779 بيوهان هاينريش لامبرت ، اللى لاحظ أن −270 °C (−454.00 °F; 3.15 K)قد بيعتبر بارداً للغاية.[16]

رغم ده ، ما كانتش قيمٌ من ده القبيل للصفر المطلق مقبولةً عالمى فى الفتره دى . فقد توصل بيير سيمون لابلاس وأنطوان لافوازييه ، فى أطروحتهما عن الحرارة سنة 1780، لقيم تتراوح بين 1500 و3000 درجة تحت درجة تجمد الماء، ورأوا أنه فى كل الأحوال لازم تكون على الأقل 600 درجة تحت الصفر. وقدّم جون دالتون فى كتابه "الفلسفة الكيميائية" عشرة حسابات لهذه القيمة، واعتمد فى النهاية القيمة -3000. درجة مئوية هيا الصفر الطبيعى لدرجة الحرارة.

قانون تشارلز

[تعديل]

فى الفترة من 1787 ل1802، جاك شارل (بحث غير منشور)، وجون دالتون ، وجوزيف لويس جاي-لوساك [17] وصلو إن الغازات المثالية، عند ثبات الضغط، تتمدد أو تنكمش حجمها خطى ( قانون شارل ) بمقدار 1/273 جزء لكل درجة مئوية من تغير درجة الحرارة صعود أو هبوطًا، بين 0 و100 درجة مئوية. ج. يشير ده لأن حجم الغاز اللى تم تبريده عند حوالى -273 ستصل درجة الحرارة المئوية لالصفر.

عمل اللورد كلفن

[تعديل]

اللورد كلفن بعد ما حدد جيمس بريسكوت جول المكافئ الميكانيكى للحرارة، تناول المسألة من منظور مختلف تمام، و سنة 1848 ابتكر مقياس لدرجة الحرارة المطلقة مستقل عن خصايص أى مادة معينة، واستند لنظرية كارنو للقوة الدافعة للحرارة والبيانات اللى نشرها هنرى فيكتور رينو .[18] وبناء على المبادئ اللى اتبنا عليها ده المقياس، وُضعت نقطة الصفر عند -273 درجة مئوية، عند نفس نقطة الصفر بالتقريب لمقياس حرارة الهواء، حيث يوصل حجم الهواء ل"الصفر". لم تُقبل دى القيمة على الفور؛ علشان تراوحت القيم من −271.1 °C (−455.98 °F) ل−274.5 °C (−462.10 °F)ظل استخدام وحدة قياس ، المستمدة من القياسات المختبرية وملاحظات الانكسار الفلكى ، قيد الاستخدام فى أوائل القرن العشرين.[19]

استخدام قياس درجة حرارة الغاز عالى الدقة فى تلاتينات القرن العشرين اتسبب فى تضييق نطاق القيمة. ف سنة 1937، نشر ماساو كينوشيتا وجيرو أويشى قياسات لمعاملات التمدد والضغط للنيتروجين والهيدروجين والهيليوم والنيون، واستنتجا درجة الحرارة المطلقة عند 0 °C .[20] و بعد كده ، حدد متحف و أرشيف طوكيو للتكنولوجيا قياسات كينوشيتا و أويشي، اللى ادت قيمة قريبة من 273.15 كلفن لنقطة تجمد الجليد، كجزء من الأساس التجريبى للقيمة المعتمدة فى مناقشات قياس درجة الحرارة سنة 1954.[21]

السباق نحو الصفر المطلق

[تعديل]
لوحة تذكارية فى ليدن

مع تحسن الفهم النظرى للصفر المطلق، العلما كانو حريصين على الوصول للدرجة دى فى المختبر.[22] و سنة 1845، تمكن مايكل فاراداى من تسييل معظم الغازات المعروفةساعتها ، و حقق رقم قياسى جديداً لأدنى درجات الحرارة بوصوله ل−130 °C (−202 °F; 143 K) . اعتقد فاراداى أن بعض الغازات، زى الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين ، غازات دائمة و مش ممكن تسييلها. بعد عقود، سنة 1873، أثبت العالم النظرى النيديرلاندى يوهانس ديدريك فان دير فالس أن دى الغازات ممكن تسييلها، لكن بس تحت ظروف ضغط عالى اوى و درجات حرارة منخفضة اوى. سنة 1877، نجح لويس بول كاييتيه فى فرنسا وراؤول بيكتيه فى سويسرا فى إنتاج أولى قطرات الهواء السائل عند −195 °C (−319.0 °F; 78.1 K) . بعد كده سنة 1883 إنتاج الأكسجين السائل −218 °C (−360.4 °F; 55.1 K) للأستاذان البولنديان زيجمونت فروبليسكى وكارول أولشفسكى .

الكيميائى و الفيزيائى الاسكتلندى جيمس ديوار و الفيزيائية النيديرلاندية هايك كامرلينج أونيس مسكو مهمة تسييل الغازات المتبقية، الهيدروجين و الهيليوم . سنة 1898، و بعد 20 سنه من الجهد، ديوار كان أول من نجح فى تسييل الهيدروجين، محقق رقم قياسى جديد فى درجات الحرارة المنخفضة وصل −252 °C (−421.6 °F; 21.1 K) مئوية. . رغم ده ، كان كامرلينج أونيس، منافسه، أول من نجح فى تسييل الهيليوم سنة 1908، باستخدام شوية مراحل تبريد مسبق ودورة هامبسون-ليند . خفض درجة الحرارة لنقطة غليان الهيليوم −269 °C (−452.20 °F; 4.15 K) . بتقليل ضغط الهيليوم السائل، حقق درجة حرارة أقل، تقارب 1.5 كلفن. كانت دى أبرد درجات حرارة تم تحقيقها على الأرض ساعتها ، و أكسبه الإنجاز ده جايزة نوبل سنة 1913.[23] سيواصل كامرلينج أونيس دراسة خصايص المواد عند درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، واصف الموصلية الفائقة و الموائع الفائقة لأول مرة.

درجات حرارة سلبية

[تعديل]
  
المقال الاساسى: Negative temperature

درجات الحرارة اللى تقل عن الصفر على مقياسَى سيليزيوس وفهرنهايت هيا ببساطة أبرد من نقطة الصفر فى دول المقياسين. فى المقابل، ممكن لبعض الأنظمة المعزولة أن توصل لدرجات حرارة ديناميكية حرارية سالبة (بالكلفن)، هيا مش أبرد من الصفر المطلق، لكن عكس، أسخن من أى درجة حرارة موجبة. إذا تلامس نظام بدرجة حرارة سالبة مع نظام ليه درجة حرارة موجبة، الحرارة تتدفق من النظام ليه درجة الحرارة السالبة للنظام ليه درجة الحرارة الموجبة.[24][25]

درجات الحرارة السالبة ما بتظهرش إلا فى الأنظمة اللى ليها حد أقصى للطاقة اللى ممكن تحتويها. فى الحالات دي، إضافة الطاقة ممكن تقلّل الإنتروبيا، وده بيعكس العلاقة المعتادة بين الطاقة و درجة الحرارة. وده بيوصل لظهور درجة حرارة ديناميكية حرارية سالبة.

لكن الحالة دى ما بتحصلش إلا فى أنظمة متخصصة شبه متزنة، زى مجموعات اللفّ المغزلى فى مجال مغناطيسى. فى المقابل، الأنظمة العادية اللى فيها حركة انتقالية أو اهتزازية ما عندهاش حد أقصى للطاقة، و علشان كده درجات حرارتها دايم بتكون موجبة.[24][25]

درجات حرارة منخفضة اوى

[تعديل]
يبلغ معدل درجة حرارة التمدد السريع للغازات الخارجة من سديم بوميرانج ، و هو سديم ثنائى القطب، خيطى الشكل، يُحتمل أن يكون سديم كوكبى أولى فى كوكبة قنطورس، 1 K، و هو اقل مستوى تم رصده بره المختبر.

متوسط درجة حرارة الكون اليوم حوالى 2.73 K (−270.42 °م؛ −454.76 (°F) ، عن قياسات إشعاع الخلفية الكونية الميكروى .[26][27] تتوقع النماذج القياسية لتوسع الكون فى المست قبل ما متوسط درجة حرارة الكون يتناقص بمرور الوقت.[28] تُحسب دى الدرجة كمتوسط كثافة الطاقة فى الفضاء؛ و لازم ما يتخلطش بينها وبين متوسط درجة حرارة الإلكترون (إجمالى الطاقة مقسوم على عدد الجسيمات) اللى زاد بمرور الوقت.[29]

مش ممكن الوصول للصفر المطلق، مع أنه ممكن الوصول لدرجات حرارة قريبة منه باستخدام التبريد التبخيرى ، والمبردات فائقة البرودة ، ومبردات التخفيف، [30] و إزالة المغنطة النووية الأديباتية . أدى استخدام التبريد بالليزر لإنتاج درجات حرارة أقل من جزء من مليار من الكلفن.[31] عند درجات حرارة منخفضة اوى  قرب  الصفر المطلق، بتبيين المادة كتير من الخصايص اللى مش عادية، بما فيها الموصلية الفائقة ، والميوعة الفائقة ، وتكثيف بوز-أينشتاين . ولدراسة دى الظواهر ، عمل العلما على الوصول لدرجات حرارة أقل.
بيانات توزيع السرعة لغاز من ذرات الروبيديوم عند درجة حرارة لا تتجاوز شوية أجزاء من المليار من الدرجة فوق الصفر المطلق. اليسار: قبل ظهور مكثف بوز-أينشتاين مباشره. الوسط: بعد ظهور المكثف مباشره. اليمين: بعد مزيد من التبخر، تارك عينة من مكثف نقى بالتقريب .
  • فى نوفمبر 2000، اتسجلت درجات حرارة دوران نووى أقل من 100 picokelvin فى تجربة اتعملت فى معمل درجات الحرارة المنخفضة التابع لجامعة هيلسينكى للتكنولوجيا فى إسبو ، فينلاندا. رغم ده ، كانت دى درجة حرارة درجة حرية واحدة محددة - خاصية كمومية بتتسمما الدوران النووى - و مش متوسط درجة الحرارة الديناميكية الحرارية الإجمالية لجميع درجات الحرية الممكنة.[32]
  • فى فبراير 2003، لوحظ أن سديم بوميرانغ كان يطلق غازات بسرعة 500,000 كم/ساعة (310,000) (ميل فى الساعة) على مدى الـ 1500 سنة الماضية. ده وصل لتبريدها لحوالى 1 K، كما تم استنتاجه بالرصد الفلكي، هيا اقل درجة حرارة طبيعية تم تسجيلها .[33]
  • فى نوفمبر 2003، تم اكتشاف 90377 سدنا ، و هو واحد من أبرد الأجسام المعروفة فى النظام الشمسي، حيث متوسط درجة حرارة سطحه −240 °م (33 ك؛ -400 °F) ، [34] بسبب مدارها البعيد اوى اللى 903 وحدة فلكية .
  • فى مايو 2005، اقترحت وكالة الفضاء الاوروبية إجراء أبحاث فى الفضاء لتحقيق درجات حرارة فيمتوكلفن .[35]
  • فى مايو 2006، قدم معهد البصريات الكمية فى جامعة هانوفر تفاصيل عن التكنولوجيات وفوائد أبحاث الفيمتوكلفن فى الفضاء.[36]
  • فى يناير 2013، أفاد الفيزيائى أولريش شنايدر من جامعة لودفيغ ماكسيميليان فى ميونخ ب المانيا بتحقيقه درجات حرارة أقل من الصفر المطلق (" درجة حرارة سالبة ") فى الغازات. يتم إخراج الغاز اصطناعى من حالة التوازن لحالة طاقة كامنة عالية، هيا حالة باردة. ولما يُصدر إشعاع، يقترب من حالة التوازن، ويمكنه الاستمرار فى الإشعاع رغم بلوغه الصفر المطلق؛ و علشان كده، تكون درجة الحرارة سالبة.[37]
  • فى سبتمبر 2014، قام علما من فريق CUORE التعاونى فى معامل غران ساسو الوطنية فى ايطاليا بتبريد وعاء نحاسى بحجم متر مكعب واحد ل0.006 K (−273.144 °م؛ −459.659 (°F) لمدة 15 يوم، مسجلبكده رقم قياسى لأدنى درجة حرارة فى الكون المعروف على مساحة متصلة كبيرة كهذه.[38]
  • فى يونيه 2015، قام علما الفيزياء التجريبية فى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتبريد جزيئات فى غاز من الصوديوم والبوتاسيوم لدرجة حرارة 500 نانوكلفن، ومن المتوقع أن تظهر حالة غريبة من المادة عند تبريد الجزيئات دى بشكل اكبر.[39]
  • سنة 2017، اتطور معمل الذرات الباردة (CAL)، و هو جهاز تجريبي، لإطلاقه لمحطة الفضاء الدولية (ISS) سنة 2018.[40] و نجح ده الجهاز فى خلق ظروف شديدة البرودة فى بيئة انعدام الجاذبية جوه محطة الفضاء الدولية،و ده اتسبب فى تكوين مكثفات بوز-أينشتاين . ومن المتوقع أن توصل درجات الحرارة فى ده المختبر الفضائى ل1 picokelvin ،و ده قد بيساهم فى استكشاف ظواهر ميكانيكية كمومية مش معروفة، واختبار بعض القوانين الأساسية للفيزياء .[41][42]
  • تم تسجيل الرقم القياسى العالمى الحالى لدرجات الحرارة الفعالة سنة 2021 عند 38 picokelvin بعدسة الموجة المادية لمكثفات بوز-أينشتاين من الروبيديوم.[43]

شوف كمان

[تعديل]

مراجع

[تعديل]
  1. 1 2 3 "SI Brochure: The International System of Units (SI) – 9th edition (updated in 2022in". BIPM. ص. 133. اطلع عليه بتاريخ 2022-09-07. [...], it remains common practice to express a thermodynamic temperature, symbol T, in terms of its difference from the reference temperature T0 = 273.15 K, close to the ice point. This difference is called the Celsius temperature.
  2. ↑ Arora، C. P. (2001). Thermodynamics. Tata McGraw-Hill. Table 2.4 page 43. ISBN:978-0-07-462014-4.
  3. ↑ Zielinski، Sarah (1 يناير 2008). "Absolute Zero". Smithsonian Institution. مؤرشف من الأصل في 2013-04-01. اطلع عليه بتاريخ 2012-01-26.
  4. ↑ "Gas Laws". Chemistry LibreTexts (بالإنجليزية). 25 Jun 2016. Retrieved 2025-09-16.
  5. ↑ Kim، Hyeong-Chan (30 يوليو 2024). "Temperature upper bound of an ideal gas". Heliyon. ج. 10 ع. 14. arXiv:2311.06994. Bibcode:2024Heliy..1034249K. DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e34249. ISSN:2405-8440. PMID:39113977.
  6. ↑ "Absolute zero | Definition & Facts | Britannica". www.britannica.com (بالإنجليزية). 29 Aug 2025. Retrieved 2025-09-16.
  7. ↑ Blundell، Stephen J.؛ Blundell، Katherine M. (2010). Concepts in Thermal Physics. Oxford: Oxford university press. ص. 193–198. ISBN:978-0-19-956209-1.
  8. ↑ Atkins، Peter William؛ Paula، Julio De؛ Keeler، James (2018). Atkins' Physical Chemistry (ط. 11th). Oxford, United Kingdom ; New York, NY: Oxford University Press. ص. 93–96. ISBN:978-0-19-876986-6.
  9. ↑ Shell، M. Scott (16 أبريل 2015). Thermodynamics and Statistical Mechanics. Cambridge: Cambridge University Press. ص. 312–315. ISBN:978-1-107-01453-4.
  10. 1 2 Townsend، John (19 يوليو 2012). A Modern Approach to Quantum Mechanics. Mill Valley, Calif: University Science Books. ص. 257–259. ISBN:978-1-891389-78-8.
  11. ↑ Stanford، John Frederick (1892). The Stanford Dictionary of Anglicised Words and Phrases.
  12. ↑ Boyle، Robert (1665). New Experiments and Observations touching Cold.
  13. ↑ Amontons (18 Apr 1703). "Le thermomètre rèduit à une mesure fixe & certaine, & le moyen d'y rapporter les observations faites avec les anciens Thermométres" [The thermometer reduced to a fixed & certain measurement, & the means of relating to it observations made with old thermometers]. Histoire de l'Académie Royale des Sciences, avec les Mémoires de Mathématique et de Physique pour la même Année (بالفرنسية): 50–56. Amontons described the relation between his new thermometer (which was based on the expansion and contraction of alcohol (esprit de vin)) and the old thermometer (which was based on air). From p. 52: " […] d'où il paroît que l'extrême froid de ce Thermométre seroit celui qui réduiroit l'air à ne soutenir aucune charge par son ressort, […] " ([…] whence it appears that the extreme cold of this [air] thermometer would be that which would reduce the air to supporting no load by its spring, […]) In other words, the lowest temperature which can be measured by a thermometer which is based on the expansion and contraction of air is that temperature at which the air's pressure ("spring") has decreased to zero.
  14. ↑ Talbot، G. R.؛ Pacey، A. C. (1972). "Antecedents of thermodynamics in the work of Guillaume Amontons". Centaurus. ج. 16 ع. 1: 20–40. Bibcode:1972Cent...16...20T. DOI:10.1111/j.1600-0498.1972.tb00163.x.
  15. ↑ Martine، George (1740). "Essay VI: The various degrees of heat in bodies". Essays Medical and Philosophical. London, England, UK: A. Millar. ص. 291.
  16. ↑ Lambert، Johann Heinrich (1779). Pyrometrie. Berlin, Germany. OCLC:165756016.
  17. ↑ Gay-Lussac, J. L. (1802)، "Recherches sur la dilatation des gaz et des vapeurs"، Annales de Chimie، ج. XLIII: 137. English translation (extract).
  18. ↑ Thomson، William (1848). "On an Absolute Thermometric Scale founded on Carnot's Theory of the Motive Power of Heat, and calculated from Regnault's observations". Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. ج. 1: 66–71.
  19. ↑ Newcomb، Simon (1906)، A Compendium of Spherical Astronomy، New York: The Macmillan Company، ص. 175، OCLC:64423127.
  20. ↑ Kinoshita، M.؛ Oishi، J. (يوليو 1937). "Expansion and pressure coefficients of nitrogen, hydrogen, helium, and neon, and the absolute temperature of 0° C". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. ج. 24 ع. 159: 52–62. DOI:10.1080/14786443708561889.
  21. ↑ "The Challenge of Discovering Absolute Zero or -273.15 Degrees Celsius". Tokyo Tech Stories. Tokyo Institute of Technology. مايو 2014. اطلع عليه بتاريخ 2026-04-19.
  22. ↑ "ABSOLUTE ZERO – PBS NOVA DOCUMENTARY (full length)". YouTube. مؤرشف من الأصل في 2017-04-06. اطلع عليه بتاريخ 2016-11-23.
  23. ↑ "The Nobel Prize in Physics 1913: Heike Kamerlingh Onnes". Nobel Media AB. اطلع عليه بتاريخ 2012-04-24.
  24. 1 2 Chase، Scott. "Below Absolute Zero -What Does Negative Temperature Mean?". The Physics and Relativity FAQ. مؤرشف من الأصل في 2011-08-15. اطلع عليه بتاريخ 2010-07-02.
  25. 1 2 Kittel، C.؛ Kroemer، H. (1980). Thermal Physics (ط. 2nd). W. H. Freeman. ص. 460–463. ISBN:978-0-7167-1088-2.
  26. ↑ Kruszelnicki, Karl S. (25 سبتمبر 2003). "Coldest Place in the Universe 1". Australian Broadcasting Corporation. اطلع عليه بتاريخ 2012-09-24.
  27. ↑ "What's the temperature of space?". The Straight Dope. 3 أغسطس 2004. اطلع عليه بتاريخ 2012-09-24.
  28. ↑ John، Anslyn J. (25 أغسطس 2021). "The building blocks of the universe". HTS Teologiese Studies/Theological Studies. ج. 77 ع. 3. DOI:10.4102/hts.v77i3.6831. S2CID:238730757.
  29. ↑ "History of temperature changes in the Universe revealed—First measurement using the Sunyaev-Zeldovich effect" (بالإنجليزية). Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe. 10 Nov 2020.
  30. ↑ Zu، H.؛ Dai، W.؛ de Waele، A. T. A. M. (2022). "Development of Dilution refrigerators – A review". Cryogenics. ج. 121. DOI:10.1016/j.cryogenics.2021.103390. ISSN:0011-2275. S2CID:244005391.
  31. ↑ Catchpole, Heather (4 سبتمبر 2008). "Cosmos Online – Verging on absolute zero". مؤرشف من الأصل في 2008-11-22.
  32. ↑ Knuuttila، Tauno (2000). Nuclear Magnetism and Superconductivity in Rhodium. Espoo, Finland: Helsinki University of Technology. ISBN:978-951-22-5208-4. مؤرشف من الأصل في 2001-04-28. اطلع عليه بتاريخ 2008-02-11.
  33. ↑ Sahai، Raghvendra؛ Nyman, Lars-Åke (1997). "The Boomerang Nebula: The Coldest Region of the Universe?". The Astrophysical Journal. ج. 487 ع. 2: L155–L159. Bibcode:1997ApJ...487L.155S. DOI:10.1086/310897. hdl:2014/22450. S2CID:121465475.
  34. ↑ "Mysterious Sedna | Science Mission Directorate". science.nasa.gov. مؤرشف من الأصل في 2017-05-16. اطلع عليه بتاريخ 2022-11-25.
  35. ↑ "Scientific Perspectives for ESA's Future Programme in Life and Physical sciences in Space" (PDF). esf.org. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2014-10-06. اطلع عليه بتاريخ 2014-03-28.
  36. ↑ "Atomic Quantum Sensors in Space" (PDF). University of California, Los Angeles. مؤرشف (PDF) من الأصل في 2022-10-09.
  37. ↑ "Atoms Reach Record Temperature, Colder than Absolute Zero". livescience.com. 3 يناير 2013.
  38. ↑ "CUORE: The Coldest Heart in the Known Universe". INFN Press Release. اطلع عليه بتاريخ 2014-10-21.
  39. ↑ "MIT team creates ultracold molecules". Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, Cambridge. مؤرشف من الأصل في 2015-08-18. اطلع عليه بتاريخ 2015-06-10.
  40. ↑ "Coolest science ever headed to the space station". Science | AAAS (بالإنجليزية). 5 Sep 2017. Retrieved 2017-09-24.
  41. ↑ "Cold Atom Laboratory Mission". Jet Propulsion Laboratory. NASA. 2017. مؤرشف من الأصل في 2013-03-29. اطلع عليه بتاريخ 2016-12-22.
  42. ↑ "Cold Atom Laboratory Creates Atomic Dance". NASA News. 26 سبتمبر 2014. مؤرشف من الأصل في 2021-07-08. اطلع عليه بتاريخ 2015-05-21.
  43. ↑ Deppner, Christian; Herr, Waldemar; Cornelius, Merle; Stromberger, Peter; Sternke, Tammo; Grzeschik, Christoph; Grote, Alexander; Rudolph, Jan; Herrmann, Sven (30 Aug 2021). "Collective-Mode Enhanced Matter-Wave Optics". Physical Review Letters (بالإنجليزية). 127 (10). Bibcode:2021PhRvL.127j0401D. DOI:10.1103/PhysRevLett.127.100401. ISSN:0031-9007. PMID:34533345. S2CID:237396804.

قرايه اكتر

[تعديل]

لينكات برانيه

[تعديل]
اتجابت من "https://arz.wikipedia.org/w/index.php?title=الصفر_المطلق&oldid=13071412"