Per quale motivo non si può scendere sotto lo zero assoluto? Ecco perché non si può oltrepassare e a quale temperatura corrisponde. Lo zero assoluto corrisponde alla temperatura minima teorica possibile. Questa corrisponde a -273,15 °C, o 0 Kelvin, una temperatura da cui non è possibile scendere ulteriormente.
Nel campo dell’astronomia ci sono tantissimi pianeti gelidi, che presentano delle temperature che vanno molti gradi sotto lo zero. Nel nostro sistema solare c’è Plutone, ad esempio, un pianeta che presenta un temperatura media superficiale pari a -228,2 °C, mentre su Europa, uno dei satelliti naturali di Giove, la temperatura minima arriva anche fino a -223 °C.
Decisamente delle temperature che non si possono neanche minimamente paragonare a quelle presenti sul nostro pianeta. Ma esiste una temperatura sotto la quale non si può andare? In linea teorica questa esiste, ed è una quantità che i ricercatori hanno definito “zero assoluto”.
Per quale ragione non si può andare al di sotto di questa temperatura?
Per riuscire a comprendere per quale motivo non si può andare al di sotto, bisogna prima capire cosa accade se ci si trova a -273,15°C. Un collegamento importante è il concetto di temperatura di un corpo. Questo, infatti, ci fornisce un’indicazione dell’energia termica in esso contenuto.
L’energia termica equivale all’energia creata dal moto di agitazione degli atomi che compongono un determinato corpo. Le molecole, ma anche gli atomi di un corpo, quando si trovano ad una temperatura di zero assoluto si trovano allo stato fondamentale. In altre parole, possiedono la minor energia cinetica possibile permessa dalle leggi della fisica. Questa non corrisponde a zero, ma al punto di zero previsto dalla meccanica quantistica.
Lo zero assoluto equivale quindi ad un’energia termica nulla, quella in cui gli atomi risultano essere perfettamente immobili, anche se una vibrazione infinitesimale è comunque presente. Per questo motivo non ha alcun senso scendere ulteriormente al di sotto di questa temperatura, perché gli atomi hanno ormai raggiunto l’immobilità, di conseguenza non potrebbero ulteriormente fermarsi.
Gli esperimenti
Riuscire a raggiungere lo zero assoluto in laboratorio è piuttosto difficile. Nonostante ciò, alcuni esperimenti, decisamente all’avanguardia, ci sono andati molto vicini. L’ultimo esperimento, effettuato in ordine cronologico, ha raggiunto il record di temperatura, equivalente a 38 trilionesimi di grado, o 38 picokelvin, più calda dello zero assoluto. La temperatura non è stata quantificata con dei comuni termometri, che non riuscirebbero a misurarla, ma con delle apparecchiature molto sofisticate.
Il record è stato aggiudicato da un team di ricerca tedesco guidato da scienziati dell’Università Leibniz di Hannover e dell’Università di Brema, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi dell’Università Humboldt di Berlino e dell‘Università Johannes Gutenberg di Magonza.
Il team di ricerca ha, quasi, raggiunto lo zero assoluto raffreddando e rallentando un gas quantistico composto da atomi di rubidio. I ricercatori, per riuscire ad abbattere la temperatura, hanno trasformato il gas in un BEC, creando “un’onda di materia” per controllarlo e immobilizzare gli atomi, ottenendo così la temperatura più bassa possibile per alcuni secondi.
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