اتاقی در صفر مطلق

در فیزیک دمایی تعریف میشود به نام صفر مطلق.زمانی که هوا آنقدر سرد می‌شود که همه چیز یخ می زند،حتی اتم ها هم از حرکت می ایستند.فرض کنید اتاقی داریم که دما در آن صفر مطلق است.فکر می کنید چه بر سر این اتاق بیاید؟

دمای صفر مطلق چیست؟ .پایین ترین دمای ممکن در جهان،برابر با ۰ کلوین(273.15- سیلسیوس)است.آنقدر دما پایین هست که هر چیزی،حتی تک تک اتم های موجود یخ میزنند و از حرکت می ایستند. از نظر قانون ترمودینامیک امکان ندارد بتوانیم فضایی را به صفر مطلق برسانیم.دانشمندان تا نزدیک ترین حالت رسیدند،اما با دلایل علمی مختلفی،هیچ کس تابحال به این دما دست نیافته است. اما فرض کنیم توانستیم دمای اتاق معمولی ای را درست به این دما برسانیم.چه بلایی بر سر این اتاق می آید؟؟

قدم اول:وقتی دیگر نفس جریان ندارد هوا پر از اکسیژن ، نیتروژن و گاز های دیگر است. هوا حتی دیده نمی‌شود. شفاف و بی‌رنگ است. اما از دمای ۲۱۰ـ اکسیژن تبدیل به مایع آبی کمرنگ شده است. وقتی دما نزدیک ۲۵۰- درجه می‌شود، نیتروژن هم مایع می‌شود. در دمای ۲۷۳- درجه (خود صفر مطلق)، تمام گازها جامد شده‌اند. واقعاً جامد؛ یعنی دیگر خبری از باد، بو، تنفس، یا هر چیز گازی نیست. آنچه که روی زمین می‌بینی، یک لایه نازک از پودر سفید و کرکی است؛ یخی که از هوا ساخته شده. اگر با دستکش مخصوص روی آن دست بگذاری، صدای خش‌خش نرمی می‌دهد، مثل برف تازه. اما مراقب باش! دستکش نداشته باشی، انگشتت در یک لحظه می‌چسبد و می‌شکند.

قدم دوم:ایست! دیوار ها،از هر جنسی که باشند،سر جایشان می مانند.نه فرو می ریزند و نه منفجر می شوند.اما دیگر کوچکترین لرزشی ندارند.دیوار ها در حالت عادی لرزش دارند.هرچه این لرزش بیشتر باشد،با لمس کردن آن گرمای بیشتری را حس می کنیم.اما وقتی لرزش صفر باشد،یعنی نه تنها گرمایی حس نمیشود،بلکه تمام گرمای جسم لمس شده را با سرعت شگفت انگیزی به خود می کشد. البته طبق نظر فیزیک کوانتوم،حتی در آن حالت،لرزش بسیار ریزی در اتم ها باقی می ماند.ولی آنقدر کوچک که هیچ کاری ازش بر نمی آید.

قدم سوم:سکوت صدایی نمی‌شنوی. مطلقاً هیچ‌چیز. نه صدای وزوز یخچال، نه صدای باد، نه صدای ترک خوردن یخ، نه صدایی از لامپ. سکوت کامل. سکوتی که می‌توانی آن را لمس کنی. انگار کسی کلید صدای جهان را خاموش کرده است. حتی اگر یک زنگوله را در این اتاق به صدا درآوری، صدا درست می‌شود؟ بله. ولی خیلی زود خاموش می‌شود، چون ذرات هوا که صدا را حمل می‌کنند، وجود ندارند. صدا فقط از طریق جامدات می‌تواند حرکت کند. و آن هم مدت کوتاهی، بعد محو می‌شود.

قدم چهارم:سیم ها،فلزات،شیشه ها و لامپ ها شیشه پنجره فوق‌العاده شکننده می‌شود. اگر ناخن بزنی به آن، ممکن است مثل برف خُرد شود. فلزات (مثل دستگیره در، پایه صندلی، میله پرده) در صفر مطلق شکننده مثل چینی می‌شوند. اما بعضی فلزات خاص اگر در این اتاق بودند، ابررسانا می‌شدند؛ یعنی جریان برق بدون هیچ مقاومتی حرکت می‌کرد. خیلی جالب است، ولی اتاق معمولی ما چنین فلزی ندارد. لامپ اگر روشن باشد، دیگر روشن نمی‌ماند؛ چون رشته داخل لامپ برای نور نیاز به گرما دارد. در صفر مطلق، رشته مثل یک تکه سیم سرد بی‌جان می‌ماند. سیم‌های برق هیچ فرقی نمی‌کنند، برقی هم در کار نیست چون جریان برق گرمای مختصری تولید می‌کند که بلافاصله اتاق را از صفر مطلق خارج می‌کند

قدم پنجم:زندگی به آخر می رسد اگر یک انسان، یک باکتری ، یا یک گیاه در این اتاق باشد: انسان: در دمای ۵۰- درجه به شدت یخ می‌زند. در ۱۰۰- درجه، سلول‌ها می‌ترکند. در ۲۷۳- درجه، هیچ نشانه حیاتی باقی نمی‌ماند. بدن مثل یک مجسمه یخی سفت و شکننده می‌شود.این برای حیوانات هم صدق می کند گیاه: شیره سلولی یخ می‌زند، دیواره سلولی می‌شکند، گیاه فوراً می‌میرد. باکتری‌ها: برخی از باکتری‌ها می‌توانند سرمای شدید را تحمل کنند، اما صفر مطلق حتی مقاوم‌ترین آنها را هم از کار می‌اندازد. البته برخی با بازگشت به دمای عادی زنده می‌شوند (مثل پدیده سردزایی)

مشکل بزرگ: نگه داشتن اتاق در صفر مطلق بیا راستش را بگویم: حتی اگر به معجزه اتاق به ۰ کلوین رسید، حتی یک لحظه هم نمی‌توانی آن را حفظ کنی. چرا؟ چون: از شکاف در و پنجره، گرما (حتی به شکل تابش) نفوذ می‌کند. خود دیوارها، اگرچه عایق هستند، اما کاملاً عایق مطلق وجود ندارد. نور ستاره‌ها، تابش زمینه کیهانی (که ۲.۷ درجه بالای صفر مطلق است)، جاذبه، حتی نوترینوهایی که از بدنت عبور می‌کنند… همه و همه باعث می‌شوند دمای اتاق در کسری از ثانیه از صفر مطلق بالاتر برود. در واقع، لحظه‌ای که اتاق به صفر مطلق برسد، همان لحظه شروع به گرم شدن می‌کند. صفر مطلق دمایی دست نیافتنی ولی قابل بحث است.