صفر مطلق
من ويكيبيديا، الموسوعة encyclopedia
الصفر المطلق[1] هي درجة الحرارة التي ينعدم عندها ضغط الغاز المثالي.[2] وتعني الحالة التي تكون درجة حرارة المادة فيها أقل ما يمكن أن تصل إليه إطلاقا. وتقضي بأن جميع ذرات أو جزيئات المادة تكون لها أقل طاقة في تلك الحالة.
يمثل الصفر المطلق الحد الأدنى لمقياس درجة الحرارة الديناميكي الحراري؛ وهي الحالة التي يصل فيها المحتوى الحراري والإنتروبيا للغاز المثالي المبرد إلى قيمهما الدنيا، ويشار إليها بصفر كلفن. تمتلك الجسيمات الأساسية في الطبيعة الحد الأدنى من الحركة الاهتزازية، وتحتفظ فقط بحركة الجسيمات الميكانيكية الكمومية المستحثة بالطاقة عند نقطة الصفر. تحدد درجة الحرارة النظرية من خلال استقراء قانون الغاز المثالي؛ بموجب الاتفاق الدولي، تم اعتبار الصفر المطلق −273.15 درجة في النظام الدولي للوحدات،[3][4] والذي يساوي −459.67 درجة على مقياس فهرنهايت (وحدات القياس العرفية الأمريكية أو الوحدات الإمبراطورية).[5]
تشير قوانين الديناميكا الحرارية إلى أنه لا يمكن الوصول إلى الصفر المطلق باستخدام الوسائل الديناميكية الحرارية فقط، لأن درجة حرارة المادة التي يتم تبريدها تقترب من درجة حرارة عامل التبريد بشكل مقارب. حتى في أي نظام عند الصفر المطلق (إذا أمكن تحقيقه بطريقة أو بأخرى) سيظل يمتلك طاقة نقطة الصفر الميكانيكية الكمومية، وهي طاقة حالته الأرضية عند الصفر المطلق؛ ولا يمكن إزالة الطاقة الحركية للحالة الأرضية.
يصل العلماء والتقنيون بشكل روتيني إلى درجات حرارة قريبة من الصفر المطلق، حيث تظهر المادة تأثيرات كمومية مثل تكاثف بوز-آينشتاين، والموصلية الفائقة، والميوعة الفائقة.