絶対零度

体温測定は、気象情報や人の健康状態に関する情報など、私たちの日常生活に深く浸透しています。計算された最高温度限界はありませんが、一方で、絶対零度と呼ばれる最低温度限界は存在します。この用語は、あらゆる物質の可能な最低温度を指し、-273.15 °C に相当します。

温度は物体の分子撹拌の程度の尺度であるため、絶対零度にある要素の分子撹拌はゼロになります。 2013 年、ミュンヘンのルートヴィヒ マクシミリアン大学の物理学者は、カリウム原子でできたガスを絶対零度に相当する温度にすることに成功しました。

絶対零度の定義の歴史は、1699 年にフランスの物理学者ギョーム アモントンによって始まりました。彼は、一定体積の気体の圧力と温度の間に正比例関係があることを示しました。この発見により、1703 年に彼は、あらゆる物体の分子の撹拌が停止する最低温度の存在を示唆しました。アモントンズの考えは科学界にあまり受け入れられず、すぐに忘れ去られてしまいました。ベンジャミン・トンプソンのような重要な科学者は、絶対零度の探索は時間の無駄であるとさえ宣言しました。この考えはキメラ的だという人もいた。

19 世紀になって初めて、1848 年にケルビン卿として知られる英国のウィリアム トムソンが、絶対零度が存在する絶対温度スケールの作成を提案しました。ケルビンは実験を通じて、体積が一定の気体を 0°C から -1°C まで冷却すると、圧力が初期値の約 1/273.15 に減少することに気づきました。圧力と温度の関係は正比例するため、分子の動きが止まるまで温度も 273.15℃ だけ下げる必要があります。したがって、ケルビンによって想定される値は -273.15 °C であり、これは絶対零度です。

非常に低い温度の物体の研究は、物理学の分野で重要な用途があります。たとえば、超伝導体は、温度が低下すると電気伝導率が増加する元素です。粒子加速器で使用される電磁石についても言及できますが、これは絶対零度に近い –271 °C 付近の温度で動作する必要があります。

上の画像は、絶対零度の値を摂氏、華氏、ケルビンという 3 つの通常のスケールで示しています。