Ποιες διαδικασίες χρησιμοποιήθηκαν για την επίτευξη χαμηλότερων και θερμοκρασιών προς το -273;

Δεν είναι δυνατόν να επιτευχθούν θερμοκρασίες * κάτω από * -273.15 ° C (ή 0 Kelvin). Αυτή η θερμοκρασία είναι γνωστή ως απόλυτο μηδέν και αντιπροσωπεύει το θεωρητικό σημείο όπου παύει η μοριακή κίνηση.

Ωστόσο, οι επιστήμονες και οι μηχανικοί έχουν αναπτύξει αρκετές τεχνικές για να φτάσουν σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, να πάρουν απίστευτα κοντά στο απόλυτο μηδέν. Εδώ είναι μερικές από τις βασικές διαδικασίες:

1. Αδιαβατική απομαγνητοποίηση:

* Αυτή η τεχνική βασίζεται στην αρχή ότι το μαγνητικό πεδίο μιας ουσίας αλλάζει την εντροπία της (διαταραχή).

* Ένα παραμαγνητικό υλικό ψύχεται για πρώτη φορά σε λίγα kelvin χρησιμοποιώντας υγρό ήλιο.

* Εφαρμόζεται ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, ευθυγραμμίζοντας τις μαγνητικές στιγμές του υλικού.

* Το υλικό στη συνέχεια απομονώνεται (αδιαβατικά) και το μαγνητικό πεδίο αφαιρείται.

* Η ευθυγράμμιση των μαγνητικών στιγμών χάνεται, οδηγώντας σε μείωση της θερμοκρασίας.

* Οι θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο το 0.01 Kelvin μπορούν να επιτευχθούν.

2. Ψύξη αραίωσης:

* Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί ένα μείγμα ισότοπων ηλίου-3 και ηλίου-4.

* Όταν το μίγμα ψύχεται, το ήλιο-3 εξατμίζεται κατά προτίμηση, αφήνοντας πίσω ένα διάλυμα εμπλουτισμένου με ηλιακό-3 με χαμηλότερη θερμοκρασία.

* Οι θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο το 0.002 Kelvin μπορούν να επιτευχθούν.

3. Ψύξη λέιζερ:

* Αυτή η τεχνική χρησιμοποιεί λέιζερ για να επιβραδύνει τα άτομα με επιλεκτική αλληλεπίδραση με τα ενεργειακά τους επίπεδα.

* Καθώς τα άτομα απορροφούν και επανασυνδέουν τα φωτόνια, χάνουν την κινητική ενέργεια και κρυώνουν.

* Οι θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο μερικές nanokelvins μπορούν να επιτευχθούν.

4. Εξατμιστική ψύξη:

* Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συνήθως για την ψύξη των ατόμων σε ένα αέριο.

* Τα ταχύτερα άτομα στο αέριο επιτρέπεται να ξεφύγουν, αφήνοντας πίσω ένα πιο δροσερό σύνολο.

* Οι θερμοκρασίες τόσο χαμηλές όσο οι picokelvins μπορούν να επιτευχθούν.

5. Κρυογονική ψύξη:

* Η κρυογονική ψύξη περιλαμβάνει τη χρήση υγρών αερίων όπως το άζωτο, το ήλιο ή το υδρογόνο σε ψυχρές ουσίες.

* Αυτή είναι μια κοινή τεχνική που χρησιμοποιείται για καθημερινές εφαρμογές όπως ιατρική απεικόνιση, υπεραγωγοί και κρυογονική αποθήκευση.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η επίτευξη του απόλυτου μηδέν είναι αδύνατη στην πράξη. Παρόλο που οι επιστήμονες μπορούν να φτάσουν απίστευτα κοντά σε αυτό το θεωρητικό όριο, η επίτευξή του θα παραβίαζε τους νόμους της θερμοδυναμικής.