האפס המוחלט

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

האפס המוחלט הוא הטמפרטורה הנמוכה ביותר שחומר יכול להגיע אליה, והיא מינוס 273.16 מעלות צלזיוס, מינוס 459.67 מעלות פרנהייט ו-0 מעלות קלווין. המדען הבריטי, לורד קלווין קבע באופן תיאורטי בשנת 1848 כי לא תתכן טמפרטורה נמוכה מזו.

אם רואים את הטמפרטורה כמדד של האנרגיה הקינטית הלא מסודרת של החלקיקים מתבררים גבולות הטמפרטורה. הגבול העליון הוא מצב בו החלקיקים נעים במהירות הקרובה למהירות האור באופן אקראי והגבול התחתון הינו טמפרטורה בה תנועת החלקיקים נעצרת לגמרי, והיות ואין תנועה אין אנרגיה קינטית.

בעבר סברו כי באפס המוחלט אין כלל תנועה של חלקיקי החומר, והאפס המוחלט הוגדר, בהתאם לכך, כטמפרטורה שבה נפסקת באופן מוחלט תנועה של חלקיקים. אולם תורת הקוונטים טוענת שמצב זה אינו אפשרי, עקב עקרון אי הוודאות: במצב שבו כל החלקיקים חסרי תנועה, הן מיקומם והן התנע שלהם ודאיים, ודבר זה לא יתכן.

מבחינה קוונטית האפס המוחלט הוא מצב בו מערכת נמצאת במצב היסוד האנרגטי שלה, והאנרגיה שלה נקבעת לכן לפי האנרגיה של מצב זה.

בעת קירור של חלק מהחומרים לטמפרטורה הקרובה לאפס המוחלט, מתגלה תופעה של מוליכות על, בשנות השמונים של המאה ה-20 הבחינו בתופעה של מוליכות על גם בטמפרטורות הגבוהות בעשרות מעלות צלזיוס מהאפס המוחלט.