Frío imposible: tratamos de aceptar la temperatura cero absoluta (y la falla)

En las noches de peluche del verano, mientras que el cojín parece un pedazo de lava volcánica, que no querría escapar del laboratorio de llanto frío, para estar enojado con un digno de antártica remota y gana el borde final del frío: ¿absoluto cero?

Sin embargo, despertaríamos antes de lograrlo, porque este límite no solo es difícil de cruzar, sino literalmente imposible. Por mucho que nuestros termómetros digan algo más. Y nos lleva al fascinante San William Tomsom Kelvin, es mejor conocido en el “vecindario científico” como Lord Kelvin.

El primer intento de alcanzar 0 absolutos

Return 1848. Año, este físico escocés, fanático del vapor y el pasatiempo peculiar para medir absolutamente todo, decidió inventar una nueva escala de temperatura. Hasta entonces, los físicos Anders Celsius y Daniel Gabriel Fahrenheit publicaron los datos caprichosos para definir una temperatura cero. Sus ceros de producción se definen de acuerdo con la temperatura de la solución de congelación para la solución de envío, hechas de agua, hielo y cloruro de amonio (una sal).

Pero William Thomson Kelvin persiguió algo más riguroso, Absolutime. Su cero sería la temperatura más baja posible, la que las partículas que componen lo que vemos se detiene por completo. O casi, porque siempre hay trampas en la física.

Fenómeno de equilibrio

Durante décadas, la escala de temperatura definida de Kelvina se consideró un fenómeno curioso llamado agua tres veces.

Para comprender qué es, imagine que el equilibrio circular en la escala molecular en tres agua y vapor líquido diferentes) alcanza 273.16), es 0.01 ° C, que se logró a presión 657 Pascal (PA), aproximadamente 6.0060366 veces. Buen número, ¿verdad?

Este escenario, digno del acuerdo diplomático, sirvió como referencia universal ya que los físicos no se cansan del agua para establecer una frontera a partir de 0.

El valor de x

En 2019, la física cambió el tercero. Se decidió que Kelvin fue colocado de la constante básica, algo así como el universo de ADN de calor: Boltzmann Constant (otro científico increíble, padre de física estadística y muchas otras cosas).

A partir de ese momento, Kelvin se definió oficialmente por energía microscópica de exactamente 1.380649 × 10⁻2 julios por partícula. Es una pequeña figura extraña y divertida, pero la física ama los decimales interminables, por lo que no había mucho tratamiento.

¿Por qué hacer tanto esfuerzo en esta escala inusual? ¿No es suficiente para entendernos cuando está frío o se calientan con el grado de Celsius o Celsius? (Eso, por cierto, no son lo mismo y deberían reemplazar a Fahrenheit en un acuerdo internacional que facilite la vida cuando comenzamos a viajar).

No todo 0 es 0

La respuesta es simple pero profunda. Celsius establece cero donde el agua se congela, algo práctico, admitámoslo, pero incorrecto, porque el hielo puede estar a temperaturas por debajo de cero.

Por el contrario, Kelvin se conecta directamente al corazón íntimo de la materia. Es una escala absoluta porque esta temperatura cero corresponde al movimiento mínimo posible de cualquier partícula. Lo llamamos “Absoluto Zero”, a pesar de que aquí viene a la broma de Sider: nunca podemos acudir a él.

Mientras que Valther Nernst dijo, el autor de la tercera ley de la termodinámica, y probablemente los campos de agua profesionales, el cero absoluto es el límite al que podemos acceder sin cesar, pero nunca tocamos.

Y no es que estemos desaparecidos: los científicos de todo el mundo están tratando de reducir la temperatura del caso en sus laboratorios, Miliklvina en Milikelvin, acercándose a ese frío cero perfecto. Pero siempre hay una facción imposible de superar, el último paso que nos hace burlarnos de nosotros desde la parte inferior del congelador cósmico.

El experimento frío más famoso

Esta tensión fértil entre la frontera teórica y la innovación experimental es, cierto, lo que mantiene viva esta área de la física y con éxito.

Los físicos experimentales no dejan de cesar el “mundo de los gramos” termodinámicos, sino cero absoluto, exactamente 0 k, donde cesa toda la actividad térmica, los tercios todavía se resisten a lograr esto, aunque se acerca.

En experimentos recientes, se lograron temperaturas extremadamente bajas. Por ejemplo, en 2021. Los científicos alemanes enfriaron átomos de Rubidio en un impresionante 38 Picokelvin (38 Billones de Kelvin), explotación de Microgerne en Bremen Fall Tower (Alemania). Este experimento es uno de los más fríos jamás enumerados en nuestro planeta y muestra una capacidad técnica actual increíble para tocar los límites 0 K.

En esta línea, Picokelvina manipuló la investigación en la órbita espacial en la Estación Espacial Internacional, con un laboratorio en el átomo de la NASA, donde Picokelvina y la duración temporal de tierras inalcanzables manipularon las energías en las tierras inalcanzables.

El laboratorio de la NASA de Atom Cold ha sido sometido a actualizar significativamente el hardware en la Estación Espacial Internacional en enero de 2020. Años.

Pero estas hazañas impresionantes han logrado: no alcanzarán la barrera final: la teoría actual de la termodinámica indica claramente que el cero absoluto no está disponible en la práctica, porque requiere energía y tiempo infinitos (Mass y Opppenheim, 2017).

Resfriado cósmico

¿Qué pasa si no miramos nada, vacío cósmico? Hasta donde parece, el universo no tiene frío. El espacio interestelular, este estragos desolados entre la galaxia, conserva un leve susurro térmico: 2.725 Kelvina, la temperatura del fondo de microondas cósmico, que un eco sordo que aún vibra a través de los pasillos. Incluso los rincones más comunes del cosmos exudan.

Absoluto cero, ese ideal de congelar completamente dónde los átomos deben rendirse y permanecer una vez más, sigue siendo tan inaceptable como la imparcialidad en una discusión política. Siempre hay algo molesto, retraso de radiación, fluctuación cuántica inminente, gravedad ubicua al poner el truco.

Entonces, no, el universo no puede terminar la calefacción. 0 K es como un horizonte: lo ves, lo sueñas en Shakesperian Summer, pero nunca lo atacas.