Астрофорум

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Астрофорум » Прочее » Абсолютный ноль


Абсолютный ноль

Сообщений 1 страница 10 из 14

1

В эксперименте удалось получить устойчивую температуру ниже абсолютного нуля
09 января 2013 года, 13:55 | Текст: Александр Березин | Послушать эту новость
Когда полтора века назад лорд Кельвин определял абсолютный нуль, он понимал под ним температуру, ниже которой просто не может быть. Примерно через сто лет после этого, в 1950-х, было обнаружено, что это не вполне так. По сути, измеренная температура отражает среднюю энергию тех отдельных атомов или молекул, которые учитывались при данном измерении. В обычных средах большинство частиц имеет низкую энергию, в то время как меньшинство характеризуется высокой. При повышении температуры доля атомов/молекул с высокой энергией увеличивается и в идеале (при температурах порядка планковской и выше) становится равной 100%.

Однако с точки зрения квантовой физики это не совсем так, и по крайней мере для некоторых систем возможно и достижение огромных температур, и, при последующем нагреве, падение их до отрицательных (по шкале Кельвина).

http://science.compulenta.ru/upload/iblock/fb4/1-1.jpg

Состояние, при котором большинство частиц имеет высокую энергию, противоположно обычному и соответствует температуре выше бесконечно высокой, когда энергия частиц распределена равномерно. (Здесь и ниже илл. LMU, MPG.)

Обычно распределение энергий частиц в газе описывается статистикой Максвелла — Больцмана. Однако некоторое время назад теоретикам удалось показать, что распределение энергий частиц в ряде систем может быть обратным, то есть большинство частиц будет характеризоваться высокой энергией и лишь меньшинство — низкой. Именно тогда вещество будет обладать отрицательной абсолютной температурой.

Группе германских физиков под руководством Ульриха Шнайдера (Ulrich Schneider) из Мюнхенского университета Людвига — Максимилиана удалось при помощи лазеров охладить атомы калия в вакууме почти до абсолютного нуля. Тем не менее, как это обычно бывает, полного нуля не получилось, и, поскольку температура всё ещё была положительной, хотя и низкой, атомы отталкивались друг от друга. Затем эти атомы были подвергнуты воздействию магнитного поля, при помощи которого удалось заставить их притягиваться друг к другу. Таким образом, они одномоментно перешли с низкого энергетического уровня на высокий, однако воздействие лазерных лучей специальных ловушек не давало им начать хаотичное движение, повышая температуру (которая определятся хаотичностью движения частиц, а не их энергией) и энтропию в среде.

http://science.compulenta.ru/upload/iblock/298/1-2.jpg

Распределение энергии частиц при обычной температуре (слева), бесконечно высокой (в центре) и отрицательной абсолютной (справа).

Увы, пока столь тонкий эксперимент удаётся учёным лишь в некоторой степени: ниже абсолютного нуля получилось продвинуться только на несколько миллиардных градуса. И всё-таки это достижение следует оценивать чрезвычайно высоко: в такой среде энтропия при переходе атомов на более высокий энергетический уровень формально не росла, а падала. Как будто этой экзотики было мало, расчёты показали, что если при температурах выше 0 К атомы притягиваются гравитацией Земли вниз, то даже при 0,000000001 К как минимум часть из них не должна быть подвержена гравитации Земли (и любой другой): в гравитационном поле такие атомы могут двигаться вверх.

Другим интересным моментом стало то, что поведение этих атомов калия (облачка сверххолодного квантового газа) напоминает гипотетическую тёмную энергию, обеспечивающую ускоряющееся расширение Вселенной, несмотря на гравитационное взаимодействие между материей в ней.

Хотя частные проявления отрицательных абсолютных температур уже демонстрировались, рассматриваемый эксперимент пока является наиболее крупным и успешным опытом такого рода.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Nature News.

Отредактировано dilettant (2015-03-12 19:47:40)

0

2

"Абсолютная температура  и  — это одна и та же температура (соответствующая равномерному распределению), но различаются температуры T=+0 и T=-0 . Так, квантовая система с конечным числом уровней будет сосредоточена на самом нижнем уровне при T=+0 , и на самом верхнем — при T=-0 . Проходя ряд равновесных состояний, система может попасть в область температуры с другим знаком только через бесконечную температуру. " Вики. Квантовая система с конечным числом уровней - кажись речь, об устройстве атома, в частности об електронах и их орбитах. Самые высокоэнергетичные, находятся на дальних от ядра орбитах, а низкоэнергетичные вблизи ядра.  Стало быть, судя по всему, выходит что высокоэнергетичные электроны имеют отрицательную температуру, а низкоэнергетичные - плюсовую. Парадокс. А еще смущает "Проходя ряд равновесных состояний, система может попасть в область температуры с другим знаком только через бесконечную температуру." Что подразумевается под этой мутной формулировкой?

0

3

Ага, интересная тема. Нужно будет порыться основательно.

0

4

Температуры ниже абсолютного нуля

Андрей А. Тюняев,
Президент АФН, 25.12.07 г.

[Отзыв на гипотезу президента АФН А.А. Тюняева «Температура ниже абсолютного нуля» д.т.н. Дмитриева В.Ф.]

Недавно по американскому научно-популярному телеканалу прошла удивительная информация – там, где летают американские космические аппараты, температура, мол, на 13 градусов ниже абсолютного нуля.

На первый взгляд – это очевидный бред, поскольку из физики известно, что температуры ниже абсолютного нуля быть не может. Сам абсолютный ноль отражает прекращение колебательного движения электронов в атомах замороженного вещества. При остановке колебательного движения любого тела невозможно задать этому телу более высокую степень остановки, чтобы таким образом получить более высокую степень отрицательности температуры.

С другой стороны, из физики мы знаем, что электрон состоит из составных частей. Колебания которых не останавливаются вместе с прекращением таковых электроном. Следовательно, у нас есть следующий горизонт, при достижении которого мы сможем вновь говорить об охлаждении этой части вещества – составных частей электрона.

Каким образом охладить электронные составляющие? Аналогичным способом тому, которым охлаждается вещество в криогенных установках. Сначала гелий сжимают, а после дают почти мгновенно расшириться. Расширяясь, гелий охлаждается сам и охлаждает тело, в контакте с которым он находится. Следовательно, чтобы охладить субэлектронные уровни вещества, надо сжать то тело, которое из таких составляющих и состоит. А, следовательно, мы должны сжимать либо 1) плазму (совокупность ионов и электронов), либо 2) отделённые от плазмы свободные электроны (электронный газ), либо 3) довести вещество до того уровня, когда оно же будет не плазмой, а «газом», состоящим из кварков. Этим газом или газом из какой-то разновидности кварков и охлаждать кварковый уровень вещества, достигая местного уровня температур ниже абсолютного нуля.

В этом случае мы имеем налицо совокупность предсказаний для открытий ближайшего будущего:
Во-первых, предсказывается наличие потока кварков, аналогичного потоку электронов.
предсказывается организация этого потока – его формирование за счёт разности потенциалов совокупности кварков в разных точках.
Как следствие, предсказывается возможность использования кваркотока (по аналогии, электротока) в машинах и механизмах.
Предсказывается возможность и необходимость перехода на новый вид энергии – кваркоэнергию.
Предсказывается возможность конструирования батарей и генераторов кваркотока, а также приборов, работающих на этом токе.
Предсказывается сверхохлаждение вещества.
Отзыв

на гипотезу президента АФН А.А. Тюняева «Температура ниже абсолютного нуля» д.т.н. Дмитриева В.Ф.

В целом я положительно отношусь к высказанным Вами идеям. Однако некоторые моменты Вашей работы мне хотелось бы уточнить и углубить.
В настоящее время понятие «отрицательная температура» широко используется в физике. Под отрицательной температурой понимают такое состояние твёрдого или газообразного вещества, когда имеет место инверсное распределение атомов или молекул по состояниям электронов в возбуждённых состояниях (когда электроны двигаются на удалённых расстояниях от ядер атомов) находится значительно большее количество атомов или молекул, чем в основном состоянии. При положительной температуре, наоборот, в основном состоянии (ближайшем к ядрам атомов расположении электронам) находится значительно большее количество атомов. Отрицательная температура широко используется в лазерах (см., например, Трофимова. Курс физики. - М.: Наука. – 2000. – 500 С.). Сообщение американского телеканала означает, что в месте полёта американских космических аппаратов межпланетная плазма находится в инверсном состоянии. Это связано с происхождением атомов и молекул межпланетной плазмы и действием жёсткого (ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца).
В физике хорошо известно, что при абсолютном нуле температуры движение не прекращается, например, движутся электроны по орбиталям вокруг ядра. Не прекращается и движение атомов и молекул, но движение начинает носить когерентный (взаимосвязанный) характер. Движутся протоны и нейроны внутри атомного ядра, определяемая по этому движению температура достигает многих миллионов градусов Кельвина. Какое при этом значение приписать внутриядерной температуре имеет чисто условный смысл. Движутся и кварки внутри элементарных частиц (см. Розенталь И.Л., Архангельская И.В., Геометрия, динамика, Вселенная. – М.: УРСС, 2003. – 199 с.)
В физике рассматривается состояние материи, состоящее из кварков – его называют кварк-глюонной плазмой.

Есть ещё целый ряд вопросов, которые необходимо исследовать.

Подытоживая, хочется особенно отметить, что нужны публикации по этому направлению с разных позиций и на разном уровне, чтобы будировать этот вопрос в научной общественности. Что, в свою очередь, должно привлечь внимание государства к необходимости финансовой поддержки таких проблемных фундаментальных вопросов.

Ссылки по теме:
А.А. Тюняев. «Организмы в Организмике», «Organizmica», № 4 [8], 2006, стр. 2 – 11.
А.А Тюняев. «Основы теории организмического управления», «Organizmica», № 4, 2005, стр. 2-8.
С.А. Редкозубов, А.А. Тюняев. «Математический аппарат Организмики».
В.Ф. Дмитриев. «Эволюция парадигмы физики», «Organizmica», № 4 [8], 2006, стр. 12 – 13.
А.А. Тюняев, В.Ф. Дмитриев. «Организмический подход в физике», «Organizmica», № 7, 2006, стр. 2-7.
В.Ф. Дмитриев. «Физический носитель информационной формы движения материи».
В.Ф. Дмитриев. «Информационная теория чёрных дыр».
В.Ф. Дмитриев. «Фундаментальные частицы как информационные образы».
А.А. Тюняев. «Температура», Цикл статей. 18.04.05 г.
А.А. Тюняев. «Абсолютный вакуум», 05.01.05 г.
А.А. Тюняев. «Энтропия», 28.05.04 г.
А.А. Тюняев. «Связь между организмом и энтропией», 14.11.03 г.

0

5

Вопрос казался очень прост.

0

6

Тюняев Андрей Александрович (11 февраля 1966, Тула, Россия)
http://www.freakopedia.ru/mediawiki/images/thumb/7/79/Tyanyaev.png/239px-Tyanyaev.png
— псевдоисторик, а также лингвофрик, специализирующийся на этимологии и интерпретации слов. Выпускник кафедры «Ракетные двигатели» Тульского политехнического института. С 1993 года живет в Москве. Президент созданной им же самим «Академии фундаментальных наук», действительный член Российской Академии Естественных наук, член Московской организации Союза писателей России, член Литературного фонда России, член Союза Журналистов России, член Международной федерации журналистов, эксперт Комиссии по правам человека, композитор и музыкант, автор более 100 песен. Главный редактор международного журнала «Organizmica», пропагандирующего одноименную лженауку, газеты «Пенсионер и общество», интернет-ресурса dazzle.ru.

В миру более известен как детский писатель — лауреат Первых Премий Всероссийского и Международного конкурсов «Я расту!» Международного общественного благотворительного фонда «Русская культура» за лучшие серии книг для детей дошкольного возраста. Член Центрального правления Социал-демократической партии России, председатель Правления Тульского регионального отделения СДПР. Руководитель сектора Исторической символики Института древнеславянской и древнеевразийской цивилизации АФН и РАЕН — фактически одного из центров, массово продуцирующих лжеисторические теории и публикации. Основоположник «новой фундаментальной науки» под названием «Организмика». Ряд своих псевдонаучных книг выпустил под грифом Российской академии наук, не имея на то никаких официальных оснований.

В своих публикациях на темы антропогенеза отличился введением термина «русантроп» для обозначения никогда не существовавшего вида гоминид. Изображения карт отстойников очистных сооружений на комплексе стоянок Быки на Сейме выдает в своих публикациях за планы палеолитического «проторусского» города. Настоятельно продвигает шовинистическую теорию происхождения человечества от русских, полностью противоречащую новейшим современным данным антропологии и археологии.

0

7

Не думаю что труды Тюняева стоит рассматривать серьёзно. Как детский писатель он хорош (есть пара его книжек). А вот историк и физик из него никакой.

0

8

на счет абсолютного нуля!???!! это гипотетическое 5е агрегатное состояние вещества "конденсат бозе-энштейна" и тут я чета закинутую тему никак невсасываю!! чета нето!!

0

9

Это похоже на мои опыты.когда я изменяла условия,то есть кипячение и резкое охлаждение.Мне кажется,что чтобы получить полную "недвижимость" или абсолютный ноль,надо обездвижеть атом изнутри.Вот там и есть самая высокая температура или энергия и кроется самая низкая,которую надо получить предложенным мною способом.

0

10

Яков написал(а):

на счет абсолютного нуля!???!! это гипотетическое 5е агрегатное состояние вещества "конденсат бозе-энштейна" и тут я чета закинутую тему никак невсасываю!! чета нето!!

Яков, это в продолжение темы в "общалке" на Астроньюс про абсолютный ноль, если ты помнишь, там ни ссылок, ни копипаста, "забанить" могут.

0


Вы здесь » Астрофорум » Прочее » Абсолютный ноль