¿Cuáles son los desafíos en física para alcanzar el cero absoluto? ¡La ciencia responde!

¿Cuáles son los desafíos en física para alcanzar el cero absoluto?  ¡La ciencia responde!

Según los datos recopilados por la ciencia, El cero absoluto es la temperatura más baja del universo, fijada en -273,15 grados Celsius. La cifra puede no parecer tan impresionante, ya que la temperatura de la lava basáltica de un volcán puede alcanzar hasta 1200 grados centígrados. Sin embargo, no existe ningún lugar en la Tierra que tenga un clima tan frío.

El físico británico William Thomson, también conocido con el título de Lord Kelvin, Fue el primer científico de la historia. Entendemos que la temperatura más baja posible es -273,15 grados centígrados. Thomson notó que cuando la temperatura disminuía de 0°C a -1°C, la presión también disminuía; Después de algunos cálculos, comprendió que a -273 °C el movimiento térmico de las moléculas cesaría por completo.

O sea, El cero absoluto es exactamente la temperatura más fría posible para la física., ya que el proceso de enfriamiento se detiene cuando alcanza este nivel. Imagínense, si ya resulta incómodo vivir en regiones con climas que alcanzan los -15 °C, es casi imposible sobrevivir en ambientes que alcanzan los -60 °C, y hay comunidades que continúan viviendo en lugares con estos climas extremos.

El frío más intenso que los humanos han experimentado y siguen enfrentando, con la ayuda de ropa y equipos especiales, se encuentra en el espacio. Los astronautas pueden experimentar hasta -270°C en sus paseos espaciales. La primera vez que la ciencia alcanzó una temperatura cercana a -273,15 °C fue un laboratorio en Alemania, durante un experimento realizado en 2021.

«El cero absoluto, la temperatura a la que un sistema termodinámico tiene la energía más baja. Corresponde a -273,15 °C en la escala de temperatura Celsius y -459,67 °F en la escala de temperatura Fahrenheit. La noción de que hay una temperatura más baja fue sugerida por el comportamiento de los gases a bajas presiones: se observó que los gases parecen contraerse indefinidamente a medida que disminuye la temperatura», describe la enciclopedia Británica.

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Retos de física para el cero absoluto

Aunque el cero absoluto se limita a alcanzar los -273,15°C, no hay límite para las temperaturas más altas del universo. Por ejemplo, la lava de un volcán puede alcanzar hasta 1200 °C, pero el calor en el núcleo del Sol puede alcanzar valores de hasta 15 millones de grados Celsius. En otras palabras, las mediciones de vibraciones de todas las partículas son más rápidas en ambientes con temperaturas altas, pero cuando ya no les queda energía para seguir moviéndose, llegan al cero absoluto.

Incluso con el descubrimiento realizado por William Thomson, alcanzar el límite ultrafrío en experimentos de laboratorio no fue una tarea tan sencilla. Las primeras pruebas comenzaron a realizarse en la década de 1990, cuando los científicos crearon una técnica de enfriamiento por láser. Sin embargo, la primera vez que se alcanzó la temperatura más baja ocurrió durante un experimento realizado en Alemania, en 2021.

Las temperaturas cercanas al cero absoluto comienzan a mostrar algunos efectos, como la superconductividad, la superfluidez e incluso la condensación de Bose-Einstein.Fuente: imágenes falsas

Para obtener el resultado, El equipo de científicos de la Universidad Ludwig Maximilian utilizó una torre de 120 metros desde donde se arrojaban átomos de gas superfríos y magnetizados.; El experimento se conoce como enfriamiento por trampa magnética. Los investigadores lograron alcanzar aproximadamente una fracción de millonésima de grado por encima del cero absoluto.

A pesar del éxito del experimento, algunos científicos creen que ya no es urgente alcanzar el cero absoluto en las próximas pruebas. Porque no es tarea fácil alcanzar una temperatura inferior a la que ya se consiguió en el último estudio. Uno de los aspectos más importantes para el futuro de la zona es comprender los efectos cuánticos del frío absoluto.

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«Estamos mucho más interesados ​​en estos efectos cuánticos que en alcanzar el cero absoluto. Los átomos enfriados por láser ya se utilizan en los patrones atómicos que definen el tiempo universal (relojes atómicos) y en las computadoras cuánticas. El trabajo a temperaturas más bajas continúa en la investigación, y La gente está utilizando estos métodos para probar teorías físicas universales», dijo el físico Christopher Foot de la Universidad de Oxford al sitio web. Ciencia viva.

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