Τι συμβαίνει με τα μνημόνια όταν φτάνουν στο απόλυτο μηδέν;

Στο Absolute Zero (-273.15 βαθμοί Κελσίου), η θερμική ενέργεια των μορίων προσεγγίζει την ελάχιστη τιμή του, προκαλώντας τη δραστηριότητά τους και την κίνηση να έρθουν σε σχεδόν διακοπή. Εδώ είναι τι συμβαίνει με τα μόρια στο Absolute Zero:

1. Μειωμένη μοριακή κίνηση :Στο απόλυτο μηδέν, τα μόρια έχουν τη χαμηλότερη δυνατή κατάσταση ενέργειας. Η μεταφραστική, περιστροφική και δονητική τους κίνηση μειώνεται σημαντικά και σε πολλές περιπτώσεις σταματά ουσιαστικά. Αυτή η έλλειψη κίνησης έχει ως αποτέλεσμα μια κατάσταση σχεδόν απωθητικής ακινησίας.

2. Τα κβαντικά αποτελέσματα κυριαρχούν :Καθώς η θερμοκρασία πέφτει προς το απόλυτο μηδέν, τα κβαντικά αποτελέσματα γίνονται όλο και πιο σημαντικά. Η κβαντική μηχανική, η οποία διέπει τη συμπεριφορά της ύλης στα ατομικά και υποατομικά επίπεδα, αρχίζει να παίζει πιο κυρίαρχο ρόλο. Τα κβαντικά φαινόμενα όπως η δυαδικότητα των κυμάτων-σωματιδίων και η κβαντική υπέρθεση γίνονται πιο εμφανή.

3. Μειωμένες χημικές αντιδράσεις :Οι χημικές αντιδράσεις μεταξύ των μορίων εξαρτώνται από τη θερμική τους ενέργεια για να ξεπεραστούν τα εμπόδια ενεργοποίησης. Στο απόλυτο μηδέν, η έλλειψη θερμικής ενέργειας εμποδίζει τα μόρια να φτάσουν στα απαραίτητα επίπεδα ενέργειας για να υποβληθούν σε χημικούς μετασχηματισμούς. Κατά συνέπεια, οι χημικές αντιδράσεις εμφανίζονται με εξαιρετικά αργό ρυθμό, σχεδόν έρχονται σε πλήρη διακοπή.

4. Υπεραγωγιμότητα και υπερπλασία :Σε ορισμένα υλικά, η επίτευξη απόλυτου μηδέν μπορεί να προκαλέσει μοναδικές ιδιότητες. Για παράδειγμα, ορισμένα μέταλλα παρουσιάζουν υπεραγωγιμότητα, χάνοντας όλη την αντίσταση στη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος. Επιπλέον, ορισμένα υγρά μπορούν να εισέλθουν σε κατάσταση υπερφυσότητας, όπου εμφανίζουν ροή χωρίς τριβή χωρίς κανένα ιξώδες.

5. Bose-Einstein Compensate (BEC) :Όταν ένα αέριο εξαιρετικά χαμηλής ενέργειας ατόμων (όπως ρουβίδιο ή νάτριο) ψύχεται σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν, μπορούν να υποβληθούν σε μια μετάβαση φάσης σε συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC). Σε αυτή την κατάσταση, ένα σημαντικό μέρος των ατόμων καταλαμβάνει τη χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση, παρουσιάζοντας συνεκτική συμπεριφορά και ενεργεί ως μία μόνο κβαντική οντότητα.

Αξίζει να σημειωθεί ότι η επίτευξη και η διατήρηση του απόλυτου μηδέν είναι εξαιρετικά προκλητική πειραματικά και οι επιστήμονες χρησιμοποιούν εξειδικευμένες τεχνικές όπως η ψύξη με λέιζερ και η εξατμιστική ψύξη για να προσεγγίσουν αυτές τις εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, η μελέτη της ύλης στο Absolute Zero παρέχει πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη θεμελιώδη φύση των μορίων, της κβαντικής μηχανικής και της συμπεριφοράς της ύλης στα πιο θεμελιώδη επίπεδα.