Wat zijn enkele temperaturen onder nul?

De laagst mogelijke temperatuur is 0 Kelvin (-459.67 ° F, -273.15 ° C), afgekort 0 K. Hoewel exact 0 K is thermodynamisch onmogelijk, zijn in het laboratorium extreem lage temperaturen bereikt met een combinatie van laserkoeling en verdampingskoeling .

MIT heeft het huidige record, 450 pK (petaKelvins), of 4.5 × ^10-10 K, dat werd aangekondigd in september 2003. Het laboratorium voor lage temperaturen van de Technische Universiteit van Helsinki behaalde een nucleaire centrifugetemperatuur van 100 pK, maar dit heeft alleen betrekking op de nucleaire spin en niet alle thermodynamische vrijheidsgraden.

De wetenschap houdt zich bezig met onderzoek naar temperaturen onder nul, vooral sinds de komst van moderne koeling in het midden van de 19e eeuw. Er wordt gedacht dat ongeveer 800 miljoen jaar geleden het grootste deel van de planeet bedekt was met temperaturen onder nul, waardoor een planeetbrede ijskap ontstond die soms "Sneeuwbalaarde" wordt genoemd. Pas 10.000 jaar geleden was er nog een planetaire ijstijd, bekend als de gletsjer van Wisconsin. Deze ijstijd heeft mogelijk de opkomst van de beschaving voorkomen. Het voorbijgaan ervan werd gevolgd door de neolithische revolutie en moderne landbouw.

Hier zijn enkele temperaturen onder nul en hun relevantie:

• 450 pK - laagste temperatuur bereikt door MIT in 2003.
• 170 nK - eerste temperatuur waarbij een Bose-Einstein-condensaat, een unieke materietoestand waarbij een groep atomen instort in de laagste kwantumtoestand van het externe potentieel, waardoor kwantumeffecten op macroscopisch niveau kunnen worden waargenomen.
• 700 nK - voormalige record lage laboratoriumtemperatuur, door NIST, in 1994.> li> 0,95 K - smeltpunt van helium.
• 1 K - koudste bekende gebied in de ruimte, de Boomerang-nevel.
• 2.17 K - temperatuur waaronder helium zich in een superfluïde staat bevindt, wat bizzareigenschappen aantoont, zoals omhoog kruipen uit een pot waarin het is geplaatst.
• 2.7 K - gemiddelde temperatuur van de ruimte, de thermische echo van de Big Bang.
• 3 K - geschatte temperatuur van typisch vloeibaar helium.
• 4.1 K - temperatuur waarbij supergeleiding voor het eerst werd aangetoond, met behulp van kwik.
• 65 K - temperatuur van vloeibare stikstof bij benadering.
• 123 K - informele grens tussen cryogenica en koeling.
• 150 K - temperatuur van de heetste bekende supergeleider, de verbinding SnBa ₄ Tm ₄ Cu ₆ O ₁₈ .
• 183.7 K - koudste terrestrische temperatuur ooit geregistreerd, in Vostok, Antarctica.
• 273.15 K - smeltpunt van water.

Subzero temperatuuronderzoek is een belangrijk onderdeel van de wetenschap. Zonder kennis van het subzero-regime zouden we veel minder weten over fysica en chemie, om nog maar te zwijgen over het feit dat we ons voedsel vrij snel zouden moeten eten, voordat het begon te rotten door gebrek aan koeling!