صفر مطلق Absolute zero

صفر مطلق نقطهٔ آغاز مقیاس کلوین است. در دماهای معمولی ذره‌های ماده پیوسته می‌جنبند و هرچه سردتر شوند، جنبش کم‌تر می‌شود. در صفر مطلق، بر پایهٔ فیزیک کلاسیک، حرکت می‌ایستد؛ اما مکانیک کوانتومی می‌گوید حتی در این دما انرژی کمینه‌ای به نام انرژی نقطهٔ صفر باقی می‌ماند و ذره‌ها کاملاً بی‌حرکت نیستند، زیرا اصل عدم قطعیت اجازه نمی‌دهد.

صفر مطلق چه عددی است؟

در مقیاس کلوین: ۰ K. در مقیاس سلسیوس: حدود منفی ۲۷۳٫۱۵ و در فارنهایت حدود منفی ۴۵۹٫۶۷. یک درجهٔ کلوین با یک درجهٔ سلسیوس هم‌اندازه است و فقط مبدأ فرق دارد: T(K) = T(°C) + ۲۷۳٫۱۵. لرد کلوین در قرن نوزدهم این مقیاس مطلق را معرفی کرد.

چرا نمی‌توان به صفر مطلق رسید؟

قانون سوم ترمودینامیک می‌گوید رسیدن به صفر مطلق با تعداد محدودی گام ناممکن است. هر چه به آن نزدیک‌تر می‌شویم، سرد کردن بیشتر دشوارتر می‌شود. آزمایشگاه‌ها با لیزر و میدان مغناطیسی گاز اتم‌ها را تا کسری از میلیاردم کلوین بالای صفر مطلق سرد کرده‌اند.

در این دماهای بسیار پایین چه اتفاقی می‌افتد؟

مواد رفتارهای غریبی نشان می‌دهند: ابررسانا می‌شوند، هلیوم مایع ابرسیال می‌شود و بدون اصطکاک جریان می‌یابد، و چگالش بوز ـ اینشتین رخ می‌دهد که در آن اتم‌ها مانند یک موج واحد رفتار می‌کنند.

جهان چقدر سرد است؟

تابش زمینهٔ کیهانی فضای خالی را در دمای حدود ۲٫۷ کلوین نگه می‌دارد؛ پس هیچ جای جهان به صفر مطلق نمی‌رسد. در سحابی بومرنگ دمای حدود ۱ کلوین گزارش شده که از سردترین جاهای طبیعی شناخته‌شده است و آن هم بالاتر از صفر مطلق است.

پرسش‌های رایج

### صفر مطلق چند درجه است؟
صفر مطلق صفر کلوین یا حدود منفی ۲۷۳٫۱۵ درجهٔ سلسیوس است. پایین‌تر از آن دمایی وجود ندارد.

### آیا می‌توان به صفر مطلق رسید؟
نه؛ بنا بر قانون سوم ترمودینامیک رسیدن دقیق به صفر مطلق ممکن نیست، هرچند می‌توان بسیار نزدیک آن شد.

### کلوین چه فرقی با سلسیوس دارد؟
اندازهٔ درجه‌ها یکی است، اما کلوین از صفر مطلق شروع می‌شود و منفی ندارد. برای تبدیل ۲۷۳٫۱۵ به سلسیوس اضافه می‌شود.

### در صفر مطلق همه چیز می‌ایستد؟
بنا بر فیزیک کلاسیک بله، ولی بنا بر مکانیک کوانتومی ذره‌ها هنوز انرژی نقطهٔ صفر دارند و کاملاً ساکن نیستند.