temperatura y el cero absoluto

Temperatura y el Cero Absoluto
Todos sabemos que algunas cosas se sienten calientes y otras se sienten frías.  Pero en el fondo, qué es la temperatura? 

Cuando un objeto se siente caliente, los átomos en su interior se están moviendo rápidamente en direcciones aleatorias y cuando se siente frío, los átomos se están moviendo lentamente. Nuestro cuerpo interpreta ese movimiento atómicoaleatorio como lo que sentimos: frío y calor; un termómetro interpreta ese movimiento atómico en forma de grados. 

Así que cuando estoy calentando algo, estoy solamente haciendo que sus átomos se muevan más rápido? 

Exactamente. Si el objeto es un sólido, sus átomos están vibrando adelante y atrás; si es un gas, como el aire, los átomos están volando alrededor como pequeñas bolas. 





Losátomos están rebotando por todas partes, de forma que un átomo está a veces yendo rápido y otras veces lento. Parece que la temperatura debiera estar cambiando todo el tiempo. 

En un grupo de átomos siempre hay todo un rango de velocidades, pero si la velocidad de un átomo cambia, el promedio de todos ellos no lo hace.  Observe cómo cada vez que un átomo se frena hay otro que acelera?.  Así, latemperatura describe realmente el rango de velocidades de un grupo de átomos en su conjunto. Los físicos a menudo usan una escala diferente que está directamente relacionada con la velocidad de los átomos en un gas.   Esta es llamada la Escala Absoluta y un grado en esta escala es igual a un grado Centígrado, o sea 9/5 de grado Farenheit. La diferencia entre la escala Centígrada y la Absoluta es elvalor del Cero.


Y qué tiene eso de "Absoluto"?

Bien, observe lo que pasa si usted baja la temperatura en la caja tanto como sea posible.

Los átomos se detienen.



Eso es todo lo frío que pueden estar los átomos.  A eso le llamamos el Cero Absoluto.Zero.

Ya lo entiendo! Cuando todos los átomos se detienen el gas esta ABSOLUTAMENTE frío!

Si, y eso es realmente frío. Eltermómetro muestra una comparación de las escalas Absoluta (también conocida como Kelvin) y la Farenheit.  El Cero Absoluto correspode a -459 grados Farenheit.


Y existe algo realmente a esa temperatura de Zero Absoluto?

El lugar más frío en la naturaleza está en las profundidades del espacio exterior. Allí la temperatura es de 3 grados por encima del Cero Absoluto.

Y por qué no llega al ZeroAbsoluto?


Esa es una pregunta realmente interesante. Resulta que el calor que quedó del Big Bang que creó el universo está en todas partes y evita que la temperatura en el espacio baje a menos de 3 grados Kelvin. La medición de esta temperatura(link externo) es la evidencia más fuerte que tenemos de que el Big Bang (link externo) realmente ocurrió.  Sin embargo las personas pueden hacer muchomás que la naturaleza cuando se trata de enfriar cosas. Por casi un siglo hemos sido capaces de construir refrigeradores que llegan a menos de 3 grados del Cero Absoluto y desde hace algunos años hemos sido capaces de llegar incluso a menos de 1/1000 de grado(link externo)  sobre el Cero Absoluto.  Sin embargo se dió un gran paso cuando Cornell y Weiman enfriaron una pequeña muestra de átomos hastasolo algunas billonésimas de grado (0,000.000.001) sobre el Cero Absoluto!.  Eso es lo que necesitaban para ver la Condensación de Bose-Einstein.
BEC - Qué es y de dónde vino la idea?
Lo que he oido de la condensación Bose-Einstein hace que parezca realmente extraño. Qué es realmente y cómo a alguien se le ocurrió pensar en eso? 

Comenzando la década de 1920,Satyendra Nath Bose estabaestudiando la nueva idea (nueva en esa época) de que la luz venía en pequeños paquetes discretos (ahora llamados "quanta" o "fotones").  Bose asumió ciertas reglas para decidir cuándo dos fotones deberían ser contados como idénticos o diferentes.  Estas se llaman las "Estadísticas de Bose" (o a veces las "Estadísticas de Bose-Einstein").



Y en dónde entra Einstein? 

Bose tenía problemas...