ریاضیات

از ویکیپدیا، دانشنامه آزاد

این مقاله در مورد حد حداقل دما است. برای دیگر کاربردها، صفر مطلق (ابهام‌زدایی) را ببینید .

صفر کلوین (-273.15 درجه سانتیگراد) به عنوان صفر مطلق تعریف می شود.

صفر مطلق پایین ترین حد مقیاس دمای ترمودینامیکی است، حالتی که در آن آنتالپی و آنتروپی گاز ایده آل سرد شده به حداقل مقدار خود می رسد که به صورت صفر کلوین در نظر گرفته می شود . ذرات بنیادی طبیعت دارای حداقل حرکت ارتعاشی هستند و فقط حرکت ذرات ناشی از انرژی نقطه صفر مکانیکی کوانتومی را حفظ می کنند. دمای نظری با برون یابی قانون گاز ایده آل تعیین می شود . طبق توافق بین المللی، صفر مطلق برابر با 273.15- درجه در مقیاس سانتیگراد ( سیستم بین المللی واحدها )، [1] [2] [3] است.که برابر با -459.67 درجه در مقیاس فارنهایت ( واحدهای مرسوم ایالات متحده یا واحدهای امپراتوری ) است. [4] مقیاس های دمایی کلوین و رانکین مربوطه نقاط صفر خود را بر اساس تعریف در صفر مطلق قرار می دهند.

معمولاً به عنوان پایین‌ترین دمای ممکن در نظر گرفته می‌شود، اما پایین‌ترین حالت آنتالپی ممکن نیست، زیرا همه مواد واقعی با نزدیک شدن به تغییر حالت به مایع و سپس جامد، وقتی سرد می‌شوند، شروع به خروج از گاز ایده‌آل می‌کنند. و مجموع آنتالپی تبخیر (گاز به مایع) و آنتالپی همجوشی (مایع به جامد) از تغییر گاز ایده آل در آنتالپی به صفر مطلق بیشتر است. در توصیف مکانیک کوانتومی ، ماده (جامد) در صفر مطلق در حالت پایه خود است ، یعنی نقطه ای که کمترین انرژی درونی دارد .

قوانین ترمودینامیک نشان می دهد که صفر مطلق را نمی توان تنها با استفاده از ابزارهای ترمودینامیکی بدست آورد، زیرا دمای ماده خنک کننده به طور مجانبی به دمای عامل خنک کننده نزدیک می شود . [5] حتی یک سیستم در صفر مطلق، اگر بتوان به نحوی به آن دست یافت، همچنان دارای انرژی نقطه صفر مکانیکی کوانتومی است، انرژی حالت پایه آن در صفر مطلق. انرژی جنبشی حالت پایه را نمی توان حذف کرد.

دانشمندان و فناوران به طور معمول به دمای نزدیک به صفر مطلق دست می یابند، جایی که ماده اثرات کوانتومی مانند میعانات بوز-اینشتین ، ابررسانایی و ابرسیال را نشان می دهد.

ترمودینامیک نزدیک به صفر مطلق [ ویرایش ]

در دماهای نزدیک به 0 K (273.15- درجه سانتی گراد؛ -459.67 درجه فارنهایت)، تقریباً تمام حرکت مولکولی متوقف می شود و ΔS = 0 برای هر فرآیند آدیاباتیک ، که در آن S آنتروپی است . در چنین شرایطی، مواد خالص می‌توانند (در حالت ایده‌آل) کریستال‌های کامل و بدون نقص ساختاری مانند T → 0 را تشکیل دهند . قضیه اصلی گرما نرنست این ادعای ضعیف تر و کمتر بحث برانگیز را مطرح می کند که تغییر آنتروپی برای هر فرآیند همدما با T به صفر نزدیک می شود. → 0:

مفهوم این است که آنتروپی یک کریستال کامل به یک مقدار ثابت نزدیک می شود. آدیابات حالتی با آنتروپی ثابت است که معمولاً بر روی یک نمودار به صورت منحنی به شیوه ای مشابه ایزوترم ها و ایزوبارها نشان داده می شود.

اصل نرنست ایزوترم T = 0 را با adiabat S = 0 منطبق می کند، اگرچه سایر ایزوترم ها و adiabat ها متمایز هستند. از آنجایی که هیچ دو آدیابات همدیگر را قطع نمی کنند، هیچ آدیابات دیگری نمی تواند ایزوترم T = 0 را قطع کند. در نتیجه هیچ فرآیند آدیاباتیکی که در دمای غیر صفر آغاز شود نمی تواند به دمای صفر منجر شود. (≈ کالن، ص 189-190)

بلور کامل بلوری است که در آن ساختار شبکه داخلی بدون وقفه در تمام جهات گسترش می یابد. ترتیب کامل را می توان با تقارن انتقالی در امتداد سه محور (که معمولاً متعامد نیستند ) نشان داد. هر عنصر شبکه ای ساختار در جای مناسب خود قرار دارد، خواه یک اتم منفرد باشد یا یک گروه مولکولی. برای موادی که در دو (یا بیشتر) شکل بلوری پایدار وجود دارند، مانند الماس و گرافیت برای کربن ، نوعی انحطاط شیمیایی وجود دارد . این سوال باقی می ماند که آیا هر دو می توانند آنتروپی صفر در T = 0 داشته باشند، حتی اگر هر کدام کاملاً مرتب شده باشند.

کریستال های کامل هرگز در عمل به وجود نمی آیند. عیوب، و حتی کل مواد بی شکل، می توانند و در دماهای پایین "منجمد" می شوند، بنابراین انتقال به حالت های پایدارتر رخ نمی دهد.

با استفاده از مدل Debye ، گرمای ویژه و آنتروپی یک کریستال خالص با T3 متناسب است ، در حالی که آنتالپی و پتانسیل شیمیایی با T4 متناسب است. (Guggenheim, p. 111) این کمیت ها به سمت مقادیر محدود T = 0 کاهش می یابند و با شیب صفر نزدیک می شوند. حداقل برای گرمای خاص، مقدار محدود کننده خود قطعاً صفر است، همانطور که آزمایش‌ها تا زیر 10 K نشان می‌دهند. حتی مدل انیشتین با جزئیات کمتراین افت عجیب در گرمای خاص را نشان می دهد. در واقع، تمام گرمای ویژه در صفر مطلق ناپدید می شوند، نه فقط گرمای کریستال ها. به همین ترتیب برای ضریب انبساط حرارتی . روابط ماکسول نشان می دهد که مقادیر مختلف دیگر نیز ناپدید می شوند. این پدیده ها غیر قابل پیش بینی بود.

از آنجایی که رابطه بین تغییرات انرژی آزاد گیبس ( G )، آنتالپی ( H ) و آنتروپی است.

بنابراین، با کاهش T ، Δ G و Δ H به یکدیگر نزدیک می شوند (تا زمانی که Δ S محدود است). به طور تجربی، مشخص شده است که تمام فرآیندهای خود به خود (از جمله واکنش های شیمیایی ) منجر به کاهش G در هنگام حرکت به سمت تعادل می شود . اگر Δ S و/یا T کوچک باشند، شرط Δ G < 0 ممکن است دلالت بر این داشته باشد که ΔH < 0، که نشان دهنده یک واکنش گرمازا است. با این حال، این مورد نیاز نیست. واکنش‌های گرماگیر می‌توانند خود به خود ادامه دهند اگر T ΔSمدت به اندازه کافی بزرگ است

علاوه بر این، شیب مشتقات ΔG و ΔH همگرا می شوند و در T = 0 برابر با صفر هستند. این تضمین می کند که ΔG و ΔH در محدوده قابل توجهی از دما تقریباً یکسان هستند و اصل تجربی تقریبی تامسن را توجیه می کند. و Berthelot، که بیان می کند که حالت تعادلی که یک سیستم به آن پیش می رود، حالتی است که بیشترین مقدار گرما را ایجاد می کند ، یعنی یک فرآیند واقعی گرمازاترین است. (کالن، ص 186-187)

یکی از مدل هایی که خواص گاز الکترونی را در فلزات صفر مطلق تخمین می زند، گاز فرمی است . الکترون‌ها که فرمیون هستند ، باید در حالت‌های کوانتومی متفاوتی باشند، که باعث می‌شود الکترون‌ها سرعت معمولی بسیار بالایی داشته باشند، حتی در صفر مطلق. حداکثر انرژی که الکترون ها می توانند در صفر مطلق داشته باشند، انرژی فرمی نامیده می شود . دمای فرمی به عنوان حداکثر انرژی تقسیم بر ثابت بولتزمن تعریف می شود و برای چگالی الکترونی معمولی موجود در فلزات در مرتبه 80000 کلوین است. برای دماهایی که به طور قابل توجهی کمتر از دمای فرمی هستند، الکترون ها تقریباً به همان روشی عمل می کنند که در صفر مطلق انجام می شود. این شکست کلاسیک را توضیح می دهدقضیه برابری تقسیم برای فلزات که در اواخر قرن نوزدهم از فیزیکدانان کلاسیک طفره رفت.

رابطه با میعانات بوز-اینشتین [ ویرایش ]

مقاله اصلی: میعانات بوز-اینشتین

داده‌های توزیع سرعت گاز اتم‌های روبیدیم در دمای چند میلیاردم درجه بالاتر از صفر مطلق. سمت چپ: درست قبل از ظهور میعانات بوز-اینشتین. مرکز: درست پس از ظهور میعانات. راست: پس از تبخیر بیشتر، نمونه ای از میعانات تقریباً خالص باقی می ماند.

میعانات بوز - اینشتین (BEC) حالتی از ماده گاز رقیق از بوزون‌های با برهمکنش ضعیف است که در یک پتانسیل خارجی محصور شده و تا دمای بسیار نزدیک به صفر مطلق سرد شده است. در چنین شرایطی، بخش بزرگی از بوزون‌ها پایین‌ترین حالت کوانتومی پتانسیل خارجی را اشغال می‌کنند، که در آن نقطه اثرات کوانتومی در مقیاس ماکروسکوپی آشکار می‌شوند . [6]

این حالت ماده برای اولین بار توسط Satyendra Nath Bose و Albert Einstein در سال های 1924-1925 پیش بینی شد. بوز ابتدا مقاله ای در مورد آمار کوانتومی کوانتوم های نور (که اکنون فوتون نامیده می شود) برای انیشتین فرستاد . انیشتین تحت تأثیر قرار گرفت، مقاله را از انگلیسی به آلمانی ترجمه کرد و آن را برای Bose به Zeitschrift für Physik ارسال کرد که آن را منتشر کرد. سپس انیشتین در دو مقاله دیگر ایده‌های بوز را به ذرات مادی (یا ماده) تعمیم داد. [7]

هفتاد سال بعد، در سال 1995، اولین میعانات گازی توسط اریک کورنل و کارل ویمن در دانشگاه کلرادو در Boulder NIST - آزمایشگاه JILA ، با استفاده از گازی از اتم های روبیدیم که تا 170 نانوکلوین (nK) سرد شده بود، تولید شد [8] ( 8).1.7 × 10-7 K ) . [9]

رکورد دمای سرد 80 ± 450 پیکوکلوین (pK) (4.5 × 10-10 K ) در BEC اتم های سدیم در سال 2003 توسط محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) به دست آمد. [10] طول موج مربوط به جسم سیاه (پیک انتشار) 6400 کیلومتر تقریباً شعاع زمین است.

مقیاس دمای مطلق [ ویرایش ]

دمای مطلق یا ترمودینامیکی به طور معمول بر حسب کلوین ( افزایش های درجه سانتیگراد ) و در مقیاس رانکین ( افزایش مقیاس فارنهایت ) با افزایش نادر اندازه گیری می شود. اندازه گیری دمای مطلق به طور منحصر به فردی توسط یک ثابت ضربی تعیین می شود که اندازه درجه را مشخص می کند ، بنابراین نسبت دو دمای مطلق، T 2 / T 1 ، در همه مقیاس ها یکسان است. شفاف ترین تعریف این استاندارد از توزیع Maxwell-Boltzmann می آید . همچنین می توان آن را در آمار فرمی دیراک یافت(برای ذرات اسپین نیمه صحیح ) و آمار بوز-اینشتین (برای ذرات اسپین عدد صحیح). همه اینها تعداد نسبی ذرات در یک سیستم را به عنوان کاهش توابع نمایی انرژی (در سطح ذره) بیش از kT تعریف می کنند ، با k نشان دهنده ثابت بولتزمن و T نشان دهنده دمای مشاهده شده در سطح ماکروسکوپی است. [1]

دمای منفی [ ویرایش ]

مقاله اصلی: دمای منفی

دماهایی که به صورت اعداد منفی در مقیاس‌های آشنای سلسیوس یا فارنهایت بیان می‌شوند، به سادگی سردتر از نقاط صفر آن مقیاس‌ها هستند. برخی از سیستم ها می توانند به دمای واقعی منفی دست یابند. یعنی دمای ترمودینامیکی آنها (بیان شده بر حسب کلوین) می تواند کمیت منفی داشته باشد. سیستمی با دمای واقعاً منفی سردتر از صفر مطلق نیست. بلکه سیستمی با دمای منفی گرمتر از هر سیستمی با دمای مثبت است، به این معنا که اگر یک سیستم دمای منفی و یک سیستم دمای مثبت در تماس باشند، گرما از سیستم منفی به سیستم دمای مثبت جریان می یابد. [11]

اکثر سیستم های آشنا نمی توانند به دمای منفی دست یابند زیرا افزودن انرژی همیشه آنتروپی آنها را افزایش می دهد . با این حال، برخی از سیستم‌ها حداکثر مقدار انرژی را دارند که می‌توانند نگه دارند، و با نزدیک شدن به حداکثر انرژی، آنتروپی آنها در واقع شروع به کاهش می‌کند. از آنجا که دما با رابطه بین انرژی و آنتروپی تعریف می شود، دمای چنین سیستمی منفی می شود، حتی اگر انرژی اضافه شود. [11] در نتیجه، عامل بولتزمن برای حالت‌های سیستم‌ها در دمای منفی به جای کاهش با افزایش انرژی حالت، افزایش می‌یابد. بنابراین، هیچ سیستم کاملی، یعنی شامل حالت های الکترومغناطیسی، نمی تواند دمای منفی داشته باشد، زیرا بالاترین حالت انرژی وجود ندارد [ نیازمند منبع ]به طوری که مجموع احتمالات حالت ها برای دماهای منفی واگرا می شود. با این حال، برای سیستم‌های شبه تعادلی (مثلاً چرخش‌های خارج از تعادل با میدان الکترومغناطیسی) این استدلال اعمال نمی‌شود و دماهای مؤثر منفی قابل دستیابی هستند.

در 3 ژانویه 2013، فیزیکدانان اعلام کردند که برای اولین بار یک گاز کوانتومی متشکل از اتم‌های پتاسیم با دمای منفی در درجه‌های آزادی حرکتی ایجاد کرده‌اند. [12]

تاریخچه [ ویرایش ]

رابرت بویل پیشگام ایده صفر مطلق بود

یکی از اولین کسانی که در مورد امکان حداقل دمای مطلق بحث کرد، رابرت بویل بود. آزمایش‌ها و مشاهدات جدید او در سال 1665 در مورد سرما ، مشاجره‌ای را که به عنوان primum frigidum شناخته می‌شود، بیان کرد . [13] این مفهوم در میان طبیعت گرایان آن زمان به خوبی شناخته شده بود. برخی ادعا کردند که حداقل دمای مطلق در زمین (به عنوان یکی از چهار عنصر کلاسیک )، برخی دیگر در آب، برخی دیگر در هوا و برخی اخیراً در داخل نیتر رخ داده است. اما به نظر می رسید که همه آنها موافق بودند که "یک بدن یا بدنی وجود دارد که طبیعت خود را به شدت سرد است و با مشارکت آن همه بدن های دیگر آن کیفیت را به دست می آورند." [14]

محدود کردن به "درجه سرما" [ ویرایش ]

این سوال که آیا محدودیتی برای درجه سردی ممکن وجود دارد یا خیر، و اگر چنین است، در کجا باید صفر قرار گیرد، اولین بار توسط فیزیکدان فرانسوی، گیوم آمونتون ، در سال 1702، در رابطه با پیشرفت هایش در دماسنج هوا مطرح شد. ابزار او دماها را با ارتفاعی که در آن توده معینی از هوا ستونی از جیوه را نگه می دارد نشان می داد – حجم یا «چشمه» هوا که با دما تغییر می کرد. بنابراین، آمونتونز استدلال کرد که صفر دماسنج او دمایی است که در آن فنر هوا به صفر می رسد. او از مقیاسی استفاده کرد که نقطه جوش آب را ۷۳+ و نقطه ذوب یخ را ۵۱+ مشخص کرد .+1 ⁄ 2 ، به طوری که صفر معادل حدود 240- در مقیاس سانتیگراد بود. [15] آمونتون معتقد بود که صفر مطلق قابل دستیابی نیست، بنابراین هرگز سعی نکردیم آن را به صراحت محاسبه کنیم. [16] مقدار -240 درجه سانتیگراد، یا "431 تقسیم [در دماسنج فارنهایت] زیر سرمای آب یخ زده" [17] توسط جورج مارتین در سال 1740 منتشر شد.

این تقریب نزدیک به مقدار مدرن 273.15- درجه سانتیگراد [1] برای صفر دماسنج هوا، در سال 1779 توسط یوهان هاینریش لامبرت ، که مشاهده کرد 270- درجه سانتیگراد (454.00 درجه فارنهایت؛ 3.15 کلوین) بیشتر بهبود یافت. به عنوان سرمای مطلق در نظر گرفته شود. [18]

با این حال، مقادیر این مرتبه برای صفر مطلق در مورد این دوره پذیرفته نشده بود. پیر سیمون لاپلاس و آنتوان لاووازیه ، در رساله 1780 خود در مورد گرما، به مقادیری از 1500 تا 3000 زیر نقطه انجماد آب رسیدند و فکر کردند که در هر صورت باید حداقل 600 زیر نقطه انجماد آب باشد. جان دالتون در فلسفه شیمی خود ده محاسبه از این مقدار را ارائه کرد و در نهایت 3000- درجه سانتیگراد را به عنوان صفر طبیعی دما پذیرفت.

قانون چارلز [ ویرایش ]

از سال 1787 تا 1802، توسط ژاک چارلز (منتشر نشده)، جان دالتون ، [19] و جوزف لوئیس گی-لوساک [20] مشخص شد که در فشار ثابت، گازهای ایده آل حجم خود را به صورت خطی منبسط یا منقبض می کنند ( قانون چارلز ) در حدود 1/273 قسمت در درجه سانتیگراد افزایش یا کاهش دما، بین 0 تا 100 درجه سانتیگراد. این نشان می دهد که حجم گازی که در حدود 273- درجه سانتیگراد سرد می شود به صفر می رسد.

کار لرد کلوین [ ویرایش ]

پس از اینکه جیمز پرسکات ژول معادل مکانیکی گرما را تعیین کرد، لرد کلوین از دیدگاهی کاملاً متفاوت به این مسئله پرداخت و در سال 1848 مقیاسی از دمای مطلق را ابداع کرد که مستقل از خواص هر ماده خاصی بود و بر اساس کارنو بود. نظریه نیروی محرکه گرما و داده های منتشر شده توسط هانری ویکتور Regnault . [21] از اصولی که این مقیاس بر اساس آن ساخته شد، نتیجه گرفت که صفر آن در 273- درجه سانتیگراد، تقریباً دقیقاً در همان نقطه صفر دماسنج هوا قرار گرفته است، [15]جایی که حجم هوا به "هیچ" می رسد. این مقدار بلافاصله پذیرفته نشد. مقادیری از -271.1 درجه سانتیگراد (455.98- درجه فارنهایت) تا -274.5 درجه سانتیگراد (462.10- درجه فارنهایت) که از اندازه گیری های آزمایشگاهی و مشاهدات انکسار نجومی به دست آمده بودند، در اوایل قرن بیستم مورد استفاده قرار گرفتند. [22]

مسابقه تا صفر مطلق [ ویرایش ]

همچنین ببینید: جدول زمانی فناوری دمای پایین

لوح یادبود در لیدن

با درک نظری بهتر از صفر مطلق، دانشمندان مشتاق بودند که در آزمایشگاه به این دما برسند. [23] تا سال 1845، مایکل فارادی موفق شد بیشتر گازهایی را که در آن زمان شناخته شده بود، مایع کند و با رسیدن به -130 درجه سانتیگراد (-202 درجه فارنهایت؛ 143 کلوین) به رکورد جدیدی برای کمترین دما دست یافت. فارادی معتقد بود که برخی از گازها مانند اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن گازهای دائمی هستند و نمی توانند به مایع تبدیل شوند. [24] دهه‌ها بعد، در سال 1873، دانشمند نظری هلندی، یوهانس دیدریک ون دروالس نشان داد که این گازها می‌توانند به مایع تبدیل شوند، اما فقط در شرایط فشار بسیار بالا و دمای بسیار پایین. در سال 1877 لویی پل کایلت در فرانسه ورائول پیکتت در سوئیس موفق به تولید اولین قطرات هوای مایع با دمای 195- درجه سانتیگراد (319.0- درجه فارنهایت؛ 78.1 کلوین) شد. در سال 1883 توسط پروفسورهای لهستانی Zygmunt Wróblewski و Karol Olszewski تولید اکسیژن مایع با دمای 218- درجه سانتی گراد (360.4- درجه فارنهایت؛ 55.1 K) انجام شد .

شیمیدان و فیزیکدان اسکاتلندی جیمز دوار و فیزیکدان هلندی هایک کامرلینگ اونس چالشی را برای مایع کردن گازهای باقیمانده، هیدروژن و هلیوم به عهده گرفتند. در سال 1898، پس از 20 سال تلاش، Dewar برای اولین بار هیدروژن را به مایع تبدیل کرد و به رکورد جدیدی در دمای پایین 252- درجه سانتیگراد (-421.6 درجه فارنهایت؛ 21.1 K) رسید. با این حال، Kamerlingh Onnes، رقیب او، اولین کسی بود که هلیوم را در سال 1908 با استفاده از چندین مرحله پیش خنک‌سازی و چرخه Hampson-Linde به مایع تبدیل کرد. او دما را تا نقطه جوش هلیوم 269- درجه سانتی گراد (452.20- درجه فارنهایت؛ 4.15 کلوین) کاهش داد. با کاهش فشار هلیوم مایع، او به دمای پایین‌تری نزدیک به 1.5 کلوین رسید. اینها سردترین دماهایی بودند که روی زمین به دست آمد.در آن زمان و دستاورد او جایزه نوبل را در سال 1913 برای او به ارمغان آورد. [25] کامرلینگ اونس به مطالعه خواص مواد در دمای نزدیک به صفر مطلق ادامه داد و برای اولین بار ابررسانایی و ابرسیالات را توصیف کرد.

دمای بسیار پایین [ ویرایش ]

انبساط سریع گازهایی که سحابی بومرنگ را ترک می‌کنند، یک سحابی دو قطبی، رشته‌ای و احتمالاً پیش سیاره‌ای در قنطورس، دمایی برابر با 1 K دارد که کمترین دمایی است که در خارج از آزمایشگاه مشاهده شده است.

میانگین دمای کیهان امروزی تقریباً 2.73 کلوین (454.76- درجه فارنهایت) یا در حدود -270.42 درجه سانتیگراد است، بر اساس اندازه گیری تابش پس زمینه مایکروویو کیهانی . [26] [27] مدل‌های استاندارد انبساط آینده جهان پیش‌بینی می‌کنند که میانگین دمای جهان در طول زمان در حال کاهش است. [28] این دما به عنوان چگالی متوسط ​​انرژی در فضا محاسبه می شود. نباید آن را با میانگین دمای الکترون (انرژی کل تقسیم بر تعداد ذرات) که در طول زمان افزایش یافته است اشتباه گرفت. [29]

صفر مطلق را نمی توان به دست آورد، اگرچه رسیدن به دمای نزدیک به آن از طریق استفاده از خنک کننده تبخیری، خنک کننده های سرمایشی ، یخچال های رقیق سازی [ 30] و مغناطیس زدایی آدیاباتیک هسته ای امکان پذیر است. استفاده از خنک کننده لیزری دمایی کمتر از یک میلیاردم کلوین ایجاد کرده است. [31] در دماهای بسیار پایین در مجاورت صفر مطلق، ماده خواص غیرمعمول زیادی از خود نشان می‌دهد، از جمله ابررسانایی ، ابرسیالیت ، و تراکم بوز-اینشتین . برای مطالعه چنین پدیده هایی، دانشمندان برای به دست آوردن دماهای پایین تر تلاش کرده اند.

• در نوامبر 2000، دمای چرخش هسته ای زیر 100 pK برای آزمایشی در آزمایشگاه دمای پایین دانشگاه فناوری هلسینکی در اسپو ، فنلاند گزارش شد. با این حال، این دمای یک درجه آزادی خاص - یک خاصیت کوانتومی به نام اسپین هسته‌ای - بود، نه میانگین کلی دمای ترمودینامیکی برای همه درجات آزادی ممکن. [32] [33]
• در فوریه 2003، سحابی بومرنگ مشاهده شد که در 1500 سال گذشته گازهایی را با سرعت 500000 کیلومتر در ساعت (310000 مایل در ساعت) آزاد می کند. همانطور که مشاهدات نجومی استنباط می‌کنند، آن را تا حدود 1 کلوین سرد کرده است، که پایین‌ترین دمای طبیعی ثبت‌شده تاکنون است. [34]
• در نوامبر 2003، 90377 سدنا کشف شد و یکی از سردترین اجرام شناخته شده در منظومه شمسی است. با میانگین دمای سطح -400 درجه فارنهایت (240- درجه سانتیگراد)، [35] به دلیل مدار بسیار دور آن 903 واحد نجومی .
• در می 2005، آژانس فضایی اروپا تحقیق در فضا را برای دستیابی به دمای فمتوکلوین پیشنهاد کرد. [36]
• در می 2006، موسسه اپتیک کوانتومی در دانشگاه هانوفر جزئیاتی از فناوری ها و مزایای تحقیقات فمتوکلوین در فضا ارائه کرد. [37]
• در ژانویه 2013، اولریش اشنایدر فیزیکدان از دانشگاه مونیخ در آلمان گزارش داد که دمای گازها به طور رسمی زیر صفر مطلق (" دمای منفی ") است. گاز به طور مصنوعی از حالت تعادل خارج می شود و به حالت انرژی با پتانسیل بالا، که البته سرد است، می رود. وقتی تابش ساطع می کند به حالت تعادل نزدیک می شود و علیرغم رسیدن به صفر مطلق رسمی می تواند به انتشار ادامه دهد. بنابراین، دما به طور رسمی منفی است. [38]
• در سپتامبر 2014، دانشمندان با همکاری CUORE در Laboratori Nazionali del Gran Sasso در ایتالیا یک ظرف مسی با حجم یک متر مکعب را تا 0.006 کلوین (273.144- درجه سانتیگراد؛ 459.659- درجه فارنهایت) به مدت 15 روز خنک کردند. برای کمترین درجه حرارت در جهان شناخته شده بیش از چنین حجم پیوسته بزرگی. [39]
• در ژوئن 2015، فیزیکدانان تجربی در MIT ، مولکول‌ها را در گاز سدیم پتاسیم تا دمای 500 نانوکلوین خنک کردند و انتظار می‌رود که با سرد کردن این مولکول‌ها تا حدودی بیشتر، حالت عجیب و غریبی از ماده را نشان دهد. [40]
• در سال 2017، آزمایشگاه اتم سرد ( CAL )، یک ابزار آزمایشی برای پرتاب به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) در سال 2018 توسعه یافت. میعانات بوز - اینشتین در این آزمایشگاه مبتنی بر فضا، دمای پایین‌تر از 1 پیکوکلوین (10-12 K ) پیش‌بینی می‌شود که قابل دستیابی باشد و می‌تواند به کاوش پدیده‌های مکانیکی کوانتومی ناشناخته و آزمایش برخی از اساسی‌ترین قوانین فیزیک کمک کند. [42] [43]
• رکورد جهانی فعلی دمای موثر در سال 2021 با 38 پیکوکلوین (pK) یا 0.000000000038 کلوین، از طریق عدسی موج ماده از چگالش های روبیدیم بوز-اینشتین به ثبت رسید. [44]

همچنین ببینید [ ویرایش ]

• پورتال فیزیک

• کلوین (واحد دما)
• قانون چارلز
• حرارت
• مقیاس بین المللی دمای 1990
• مرتبه های بزرگی (دما)
• دمای ترمودینامیکی
• نقطه سه گانه
• اتم فوق سرد
• انرژی جنبشی
• آنتروپی

https://en.wikipedia.org/wiki/Absolute_zero