גז קוונטי בטמפרטורה מתחת לאפס המוחלט

מדענים הדגימו ניסוי שהמרצה שלכם לפיזיקה אולי אמר לכם כי הוא לחלוטין אינו אפשרי– הם יצרו חומר בטמפרטורה שהיא מתחת לאפס המוחלט. והעולם שמעבר לאפס המוחלט הוא עולם יוצא דופן לגמרי.

מחשב קוונטי, אוניברסיטת רייס

מדענים הדגימו ניסוי שהמרצה שלכם לפיזיקה אולי אמר לכם כי הוא לחלוטין אינו אפשרי– הם יצרו חומר בטמפרטורה שהיא מתחת לאפס המוחלט. והעולם שמעבר לאפס המוחלט הוא עולם יוצא דופן לגמרי.

אטומים המרחפים לכיוון מעלה, מתעלמים לחלוטין מכוח הכבידה. במסגרת התופעה שפיזיקאים תיאורטיים סבורים כי היא מחקה את המצב של "האנרגיה האפלה", האטומים אפילו יציבים בתנאים שבמצב רגיל היו קורסים לתוך עצמם. זה כאילו שכוח הכבידה עצמו התבטל ומערכים אנרגטיים שבאופן רגיל היו מובילים לחוסר יציבות, הופכים לפתע ליציבים ואפשריים. בקיצור – הגענו לאזור הדמדומים של פיזיקת החלקיקים.

פרופסורWolfgang Ketterle מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס (MIT) הינו חוקר חלוצי בתחום של טמפרטורות שמתחת לאפס המוחלט. באחת מהצהרותיו הוא אמר: "עם טמפרטורות שמתחת לאפס המוחלט זה כאילו שאתה מסוגל להעמיד פירמידה על ראשה ולא לדאוג יותר שהיא תתמוטט לה".

ביחד עם פרופסור Ulrich Schneider מאוניברסיטת לודוויג מקסימיליאן במינכן גרמניה, צוות המחקר הדגים לראשונה אי-פעם מקרה שבו חומר המצוי בטמפרטורה שמתחת לאפס המוחלט שובר את חוקי הפיזיקה המוכרים לנו. המחקר החל עם יצירתו של גז קוונטי יוצא דופן באמצעות אלומות לייזר ומגנטים. הגז, המורכב מאטומי אשלגן, מתארגן בתצורה של מבנה גבישי. שינוי קיצוני בשדות המגנטים המופעלים על החומר מביא להעברת אטומים מרמת האנרגיה הנמוכה ביותר האפשרית לרמת האנרגיה הגבוהה ביותר האפשרית.

בתנאים רגילים, כוח הדחייה המייצב של המצבים המקוריים היה מתחלף בכוח משיכה עוצמתי שהיה גורם למערכת לקרוס לתוך עצמה. אולם, במקום זאת, הודות לאלומות הלייזרים הלוכדות את האטומים, המבנה נותר יציב במצב האנרגטי המעורר החדש. מסביר פרופסור שניידר: "השינוי הפתאומי הזה (בשדות המגנטיים) מעביר את האטומים מהמצב האנרגטי היציב ביותר שלהם, הנמוך, למצב האנרגטי הגבוה ביותר האפשרי לפני שאטומים אלו מספיקים להגיב. זהו כאילו שאתם צועדים בתוך עמק, ואז באופן מידי מוצאים את עצמכם על פסגת ההר". התוצאה היא קבלת גז שבמסגרת ההגדרה הרשמית של סולם הטמפרטורות לפי קלווין נמצא בטמפרטורה של מספר מיליארדיות מתחת לאפס המוחלט של קלווין (0 K).

יחד עם זאת, אל נא נתבלבל – המערכת הנמצאת בטמפרטורה שמתחת לאפס המוחלט אינה קרה. למעשה, היא מאוד מאוד חמה, אפילו יותר חמה מכל טמפרטורה חיובית אחרת בסולם קלווין. במערכות של טמפרטורות חיוביות קרות יותר, מספר החלקיקים במצבים נמוכי-אנרגיה עולה על מספר החלקיקים במצבים גבוהי-אנרגיה, מצב המוליד את ההגדרה הרשמית של טמפרטורה בעולם המכניקה הקוונטית. באופן שכיח, האנטרופיה (מדד פיזיקלי לרמת האי-סדר של מערכת המורכבת מחלקיקים רבים) בממוצע, גורמת לאטומים להימצא במצבים האנרגטיים הנמוכים ביותר. סולם הטמפרטורות של לורד קלווין מבוסס על הסתברות, ולא בהכרח על מידת החום. אולם, במערכות מיוחדות של מכאניקת הקוונטים, האנטרופיה למעשה יורדת ככל שאנרגית המערכת (והחום שלה) עולה, מצב המוביל לטמפרטורה קוונטית שלילית. במילים אחרות, בכדי להבין את פריצת הדרך המופלאה הזו, עלינו לזנוח את התובנות המסורתיות שלנו הקובעות כי שלילי הוא קור וחיובי הוא חום, ולהתחיל לחשוב במונחים קוונטיים.

האם מצב כזה יכול להסביר את ההתפשטות המהירה מהצפוי של היקום (תופעה שהקוסמולוגים מייחסים אותה למה שמכונה "אנרגיה אפלה" שהיא עצמה מנגנון בלתי מוסבר)? פרופסור שניידר טוען כי שווה לבחון את האפשרות הזו. הוא מוסיף ואומר: "מעניין שהתופעה הזו מתקיימת הן ביקום כולו והן במעבדה. זה משהו שכדאי שהקוסמולוגים יבחנו ביתר פרוט". חומרים המתקיימים בטמפרטורות שמתחת לאפס המוחלט יוכלו להיות שימושיים הן בתחומים של פיזיקת חלקיקים תיאורטית והן עבור מחשוב קוונטי. יחד עם זאת, עדיין נדרשת עבודה נוספת ומרובה בכדי להבין את הסטייה החדשה והמוזרה הזו בחוקי הפיזיקה. המחקר פורסם בכתב-העת המדעי היוקרתי Science.

הידיעה על המחקר באתר נייצ'ר

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

27 תגובות

  1. אז יכול להיות שחוקי הפיזיקה כלל לא נכונים
    הם הסבירו הרבה דברים בתעלומה שרירותיות חומר אפל אולי כל התאוריות פשוט לא נכונות
    הרבה פעמים במהלך ההיסטוריה המדע שהיה בטוח בצדקתו במאת האחוזים טעה והחליפו אוריה אחת בשניה
    אולי הגיע הזמן להחליף עוד תאוריה

  2. צבי

    אם טמפרטורת הואקום היא 2.73k, אז מה תהיה הטמפרטורה של גוף הנע במהירות יחסותית יחסית לקרינה?

    דוגמא: חללית במרחק 1000 קמ מכדה״א וחללית אחרת החולפת לידה במהירות קרובה לc. הטמפרטורה של א׳ 2.73k. מהי הטמפרטורה של ב'?

    אם התשובה היא שגבוהה בהרבה מ2.73k, אז עולה השאלה על שקילותן של מערכות אינרציאליות, וגם תמיהה על ניסויים ידועים במהירויות יחסותיות כמו ניסוי המואונים, וכמו כן על חלקיקים במאיצים: הרי קיימת מערכת אינרציאלית מועדפת – זו של קרינת הרקע הקוסמית – שגוף הנע יחסית אליה מתחמם כשהוא מתקרב למהירות האור. מה הפלא עם כן שלא ניתן לעבור את מהירות האור, וזאת ללא שום קשר ליחסות?

    אם לעומת זאת הטמפרטורה של שתי החלליות בדוגמה זהה ושווה לזו של קרינת הרקע, צצות בעיות חדשות של התאמה למודלים הקיימים.

  3. ישראל,

    על מנת שמדחום יוכל למדוד את הטמפ' צריך להיות מנגנון שיוכל להביאו לשיווי משקל תרמי – בתוך סביבה של גז, הוא מגיע לשיווי משקל בעיקר ע"י העברת אנרגיה קינטית לחלקיקי הגז ולכן עלתה השאלה מה יקרה בוואקום. התשובה היא כמובן כי גם בוואקום יצליח מדחום להגיע לשיווי משקל עם סביבתו זאת מאחר והוא יוכל ל-"היפטר" מאנרגיה עודפת באמצעות קרינת גוף שחור (כמובן, אם הוא קר מסביבתו הוא יוכל להתחמם ע"י בליעת פוטונים).
    לגבי הטמפ' שהוא יראה:
    טמפ' זו תהיה בוודאי שווה או גבוהה מטמפ' קרינת הרקע הקוסמית – זאת כיוון שאת הטמפ' הזו הוא יצליח להשיג באמצעות שיווי משקל אל מול הקרינה הזו שקיימת בכל מקום ביקום, בנוסף, יכולה להיות קרינה נוספת שנובעת מסיבות מקומיות (נניח כוכב סמוך).

  4. אכן לא ברור מה יראה מדחום בואקום – אך נראה לי שאם הוא יהיה גלוי לשמש אז אחרי כמה דקות הוא יראה טמפרטורה גבוהה למדי, במיוחד אם החומר ממנו הוא בנוי הוא מחומר כהה. לכן הצל.

    בתשובות שקיבלתי בפורומים פיזיקליים שונים, הטענה הרווחת היא שמדחום בואקום יראה את טמפרטורת הקרינה – 2.73K. כמו כן טען פיזיקאי שחללית המתקרבת למהירות האור תתאדה בגלל הקרינה, מה שמעלה את התהיה על שקילותן של מערכות אינרציליות: מדוע שלא נתאדה אנחנו? אנו נעים יחסית לאותה חללית באותה מהירות שהיא נעה יחסית אלינו, לא? נכון שאנו כמעט נייחים יחסית לקרינה, אך אם במהירויות יחסותיות טמפרטורת עצמים עולה בתלילות, אז מה הפלא שלא ניתן לעבור את מהירות האור? הרי כל אנרגיית ההאצה מתבזבזת על חימום האובייקט. שים לב לכך שאין כאן כל קשר ליחסות. איינשטיין אפילו לא ידע על קרינת הרקע הקוסמית ב1905.

    בכל אופן, תודה על התשובות. לא, אינני מתכנן שום מסע חללי, אך אני בונה כל מיני מתקנים נחמדים שמטרתם לבדוק כל מיני רעיונות, קרוב לודאי חסרי כל ביסוס. התשובות שאני מקבל ממך ומאחרים עוזרות לי בתכנון אותם מתקנים.

  5. ישראל

    אין קשר לאיזור מוצל. מדחום לא מודד חום של קרינה, את הטמפרטורה מסיקים מניתוח הספקטרום של הקרינה ולא ממדחום כך שאין קשר לאזור מוצל. השאלה ך לגבי מ יראה מדחום תלויה במה נמצא
    בחלל, לא ברור לי מה יראה מדחום בוואקום אבל אם נניח כי צפיפות החלקיקים היא מספיק גבוה
    להשפיע על מדחום אז השאלה האם החלקיקים מצויים בשווי משקל עם הקרינה הקוסמית או בשווי משקל עם מוקדי החום לידם קרי כוכבים.
    לגבי השאלה השניה החחלית תחמם אבל לדעתי הקרינה לא תהייה המקור החשוב לחמום אלא הטווח
    הבינ-חללי (דרך אגב אתה מתכנן לטוס לאינשהו?) . בנוסף לא ברור לי האם יש קשר בין מהירות החללית לחימום שלה כלומר לא ברור לי שככל שהחללית טסה יותר מהר כך היא מתחממת יותר, החימום תלוי באיך מועבר תנע מהפוטונים לחומר ממנו מורכבת החללית והדבר תלוי במכנה האטומי של החומרים המרכיבים את החללי.

  6. אהוד, תודה. רק עוד 2 שאלות קטנטנות – ושוחררת.

    1. מה יראה מדחום קלווין פשוט בחלל באיזור מוצל? האם הוא יוכל להראות טמפרטורה הנמוכה מטמפרטורת קרינת הרקע הקוסמית?

    2. אם חללית משייטת במהירות הקרובה למהירות האור יחסית לקרינה, האם היא תתחמם? כלום לא נוכל להגיד שמבחינתה היא במנוחה ואנו אלו שנעים? האם חלקיקים בעלי מסה במאיצים, המגיעים כמעט למהירות האור, נתקלים ב"חיכוך" בגלל שהם נעים כה מהר יחסית לקרינה?

  7. ישראל
    אכן הזמן דוחק… אבל אנסה לענות על חלק מהשאלות לפחות… נתחיל מהסוף, את טמפרטורת החלל מודדים מהקרינה ולא במדחום. כאשר יש מקור חום הנמצא בשווי משקל תרמי הפולט קרינה לסביבה שלו, הוא מתואר על ידי הנוסחה של קרינת גוף שחור. את הטמפרטורה של הגוף ניתן להעריך מהספקטרום שלה קרי מה עוצמת הקרינה בכל אנרגיה. ההתפלגות מאפשרת לנו להעירך את הטמפרטורה המקורית של הגוף (אותה אפשר היה למדוד במדחום). קרינת הרקע היא מדד לטמפרטורה של היקום ברגע בו נפלטו הפוטונים. אם החללית נעה במהירות היחס למערכת היחוס של הקרינה הקרינה תעבור הסטת דופלר אבל הדבר לא ישנה את ההתפלגות שלה ולכן הטמפרטורה שתמדד תהייה אותה טמפרטורהץ

    לגבי החלק השני יהיו רק 2 טמפרטורת לדעתי זו שתמדד במדחום שהיא טמפרטורה נמוכה אבל חיובית של תנועת חלקיקי הגז והשניה הלוא היא הטמפרטורה השלילית המפורסמת שמתקבלת מהתפלגות המצבים. שלמרות שהיא שלילית היא מאד אנרגטית.

  8. אהוד, אם הבנתי נכון אז יש לנו פה 2 טמפרטורות לגז המורכב מאטומי אשלגן שבניסוי האמור, או למעשה 3: אחת – זו שנמדוד עם מדחום, והיא גבוהה מזו של האפס המוחלט. השניה – הטמפרטורה שמודדים בעקיפין על ידי מדידת האכלוס של מצבים, והיא נמוכה מזו של האפס המוחלט. השלישית – "היא מאוד מאוד חמה, אפילו יותר חמה מכל טמפרטורה חיובית אחרת בסולם קלווין".

    מבלבל, לא?

    ובאותו עניין: טמפרטורת החלל מוערכת בכ2.73K. האם פירוש הדבר שאם נוציא מדחום מחללית באיזור ללא קרינה ישירה של שמש כלשהיא, אז זו הטמפרטורה שאותה יראה המדחום? אם לא, אז מה הוא כן יראה? מה אם החללית טסה במהירות של 0.999C יחסית לארץ, האם יראה המדחום טמפרטורה שונה, גבוהה יותר, למרות שהחללית במערכת היחוס שלה בכלל במנוחה?

    סליחה על מבול השאלות. אם אתה עסוק מדי, ציין ואבין.

  9. ישראל

    לא מדובר על טמפרטורה במובן הרגיל שאותו מודדים במדחום, קרי האנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיקים אלא טמפרטורה הנובעת מאכלוס אנרגתי של דרגות חופש שהצימוד שלהם עם הסביבה הוא
    חלש מאד. כלומר אתה לא תמדוד את הטמפרטורה של המערכת אם תקרב אליה מדחום. את מדידת הטטמפרטורה מודדים בעקיפין על ידי מדידת האכלוס של מצבים.

  10. תודה אהוד. מה שמטריד אותי היא הקביעה במאמר: "טמפרטורת המערכת היא למעשה גבוהה יותר מכל טמפרטורה אחרת בסולם קלווין". ואכן, בויקיפדיה מופיע בערך טמפרטורה שלילית:

    "The temperature scale from cold to hot runs:

    +0 K, … , +300 K, … , +∞ K, −∞ K, … , −300 K, … , −0 K."

    כאשר הטמפרטורה המקסימלית היא:

    Current cosmological models postulate that the highest possible temperature is the Planck temperature, which has the value 1.416785(71)×10^32 kelvin.

    אז אם הבנתי נכון את מה שכתוב בכתבה:

    "יחד עם זאת, אל נא נתבלבל – המערכת הנמצאת בטמפרטורה שמתחת לאפס המוחלט אינה קרה. למעשה, היא מאוד מאוד חמה, אפילו יותר חמה מכל טמפרטורה חיובית אחרת בסולם קלווין".

    יוצא שאותו "גז קוונטי יוצא דופן" המתואר שם, נמצא בטמפרורה גבוהה מ32^10 קלווין, לא?

    ואם לא, מהי הטמפרטורה שנמדוד לאותו גז באמצעות מדחום? הרי בטוח שיש לו טמפרטורה מסויימת ומוגדרת שאותה ניתן גם למדוד, לא?

  11. ישראל

    הטמפרטורה עליה מדובר מוגדרת על ידי ההסתברות למציאת המערכת במצב מסוים
    כאשר מספר המצבים האפשריים למערכת גדל עם האנרגיה של המערכת (המצב
    הרגיל) הטמפרטורה תמיד תהייה חיובית, אבל כאשר מדובר במערכת סגורה שמצליחים
    לעורר כמעט את כל החלקיקים למצב המעורר שלהם הוספת אנרגיה רק מקטינה את
    מספר המצבים האפשריים הנגישים למערכת קרי האנטרופה יורדת עם גדילת האנרגיה
    ולכן פר הגדרה הטמפרטורה שלילית.

  12. אלון.

    דילמתך – דילמתי.

    עד היום האמנתי שסולם קלווין הוא צלזיוס + 273, ושמודדים טמפרטורות עם מדחום. אבל כנראה שכשמתקרבים לאפס המוחלט, צצים אפקטים קוואנטים. אולי אהוד יוכל להסביר, זה התחום שלו.

  13. ישראל,

    תודה על ההבהרה.

    עם זאת עכשיו המשפט המצוטט בתגובתי הקודמת אינו מובן לי. אתה מצליח להבין למה הכוונה בו?
    אני הבנתי אותו כך:
    סולם קלווין מבוסס על סטטיסטיקה.
    אנטרופיה היא המדד הסטטיסטי הרלוונטי.
    נוצר מצב שהאנטרופיה ירדה, ולכן הטמפרטורה ירדה.

    אך כעת נראה שאו שלא הבנתי אותו נכון, או שיש שלב שחסר בין ירידת האנטרופיה, לבין המסקנה שהטמפרטורה יכולה להיות שלילית.

  14. אלון.

    לא בהכרח. כאשר קוביית קרח נמסה, אין שינוי בטמפרטורת המערכת אך האנטרופיה עולה.

    אם הבנתי נכון, הכוונה היא שעיי הוספת אנרגיה למערכת, האנטרופיה שלה יורדת מכיוון שהאנרגיה מעלה זמנית את רמת האנרגיה באטומים מהמצב הנמוך היציב למצב גבוה יותר. אין הכוונה לכך שקיבלנו באמת טמפרטורה הנמוכה מן האפס המוחלט. אם זכרוני אינו מטעה אותי, זו לא בדיוק תופעה חדשה ולמעשה כמעט כל הפורמליזם המתמטי של החוק השני ושל תרמודינמיקה בכלל, נשארים ללא שינוי גם בטמפרטורות שליליות.

    מה שלא הבנתי הוא כיצד ניתן לדבר על כך שטמפרטורת המערכת היא למעשה גבוהה יותר מכל טמפרטורה אחרת בסולם קלווין. אהוד, תוכל אולי להבהיר מה הכוונה?

    תודה. 

  15. ישראל,
    זה לא משתמע ממה שהוא כותב?

    "סולם הטמפרטורות של לורד קלווין מבוסס על הסתברות, ולא בהכרח על מידת החום. אולם, במערכות מיוחדות של מכאניקת הקוונטים, האנטרופיה למעשה יורדת ככל שאנרגית המערכת (והחום שלה) עולה, מצב המוביל לטמפרטורה קוונטית שלילית."

    אני לא מומחה בתחום, ולכן הנקודות הן לא ידע קודם שאני מעביר.
    למעשה כשסיימתי לקרוא את הכתוב הרגשתי שנאמרו הרבה דברים באופן שלא הצלחתי להכיל ביחד באופן קוהרנטי. לכן נסיתי למצות את הרעיונות שמועברים כאן לפי הבנתי – בדיוק בגלל שאני מרגיש עדיין שמשהו מתפספס לי בהבנה.

  16. dioganes

    השאלה היא לא טפשית. הסיבה שעד היום לא הגיעו לאפס המוחלט היא לא טכנולוגית
    אלא פיסיקלית . הגעה לאפס המוחלט עומדת בניגוד לחוק השני של התרמודינמיקה,
    אפשר אפילו לנסח את החוק השני של התרמודינמיקה כחוסר האפשרות להגיע לאפס
    המוחלט. ניסוחים אחרים לחוק הם: במערכת סגורה האנטרופיה תמיד עולה או אין תהליך
    שרק מעביר חום ממערכת קרה לחמה

  17. אלון.

    אתה כותב: "1.ב) במובן הפיסיקלי אנו קושרים את מושג הטמפרטורה עם מושג האנטרופייה. כלומר, ככל שהחלקיקים "פחות מסודרים" ככה הטמפרטורה עולה, וגם הכיוון ההפוך נכון".

    תוכל לפרט או לתת דוגמא?

  18. סליחה על הבורות ועל השאלה המצחיקה, אבל למיטב ידיעתי מעולם לא הצליחו להגיע אל האפס המוחלט בשל המגבלות הטכנולוגיות, שאחת מהן היא שכדי לבנות מערכת שתקרר כל כך צריך להשקיע הרבה מאוד אנרגיה, שמתבטאת בין היתר בחום? (סליחה על ההסבר הכל כך לא מלומד… כל הערה תתקבל בברכה). ואם זה אכן נעשה, האם זו לא ידיעה מאוד רצינית שמתמיה שלא סוקרה מחוץ לאתרים מדעיים?

  19. היי רואי, סליחה על השאלה שאינה קשורה ישירות לנושא, אך האם זה שמך המקורי ?

    חשבתי שרועי נרשם תמיד עם 'ע', האם אני טועה ?

    תודה.

  20. אני לא בטוח שאני מבין מה בדיוק נאמר כאן.

    אני אנסה להפריד את הנקודות שנראה לי שקיימות בכתבה, ואבקש תיקונים/הבהרות:

    1.א) במובן ה"עממי" אנו קושרים הוספת אנרגיה/חום למערכת עם עליית הטמפרטורה שלה.
    1.ב) במובן הפיסיקלי אנו קושרים את מושג הטמפרטורה עם מושג האנטרופייה. כלומר, ככל שהחלקיקים "פחות מסודרים" ככה הטמפרטורה עולה, וגם הכיוון ההפוך נכון.
    1.ג) עד עכשיו היה נהוג להסתכל על שתי ההגדרות הקודמות ככאלו שאינן סותרות זו את זו (כלומר יותר חום = אנטרופיה גבוהה יותר).
    1.ד) ניסוי חדש הראה שבמצבים מסויימים, כשמוסיפים חום/אנרגיה – האנטרופיה דווקא יורדת. דבר שהפתיע את המדענים, כאשר ניתן לתאר בכלליות את ההפתעה בכך שכעת יודעים שיש מצבים שההגדרות ב-(1.א) ו-(1.ב) לא מתאימות זו לזו.

    2.א) בדרך כלל, כשמוסיפים אנרגיה לאלקטרון שנמצא במצב יציב (במצב האנרגטי הנמוך באטום) הוא "קופץ" למצב החדש, ו"מייד" חוזר למצב היציב, כאשר הוא משחרר את האנרגיה למערכת.
    2.ב) מבחינה תרמודינמית לא היתה משמעות ל-"מייד" הזה, והמערכת "התאזנה" עם האנרגיה החדשה, בצורה שמשתקפת בעלייה של האנטרופיה – כמצופה.
    2.ג) בניסוי חדש הצליחו לאלץ את האלקטרון להישאר במצב החדש לאחר הוספת האנרגיה, ולכן הוא לא חזר למצב הקודם.
    2.ד) בניגוד למצב הקלאסי, האלקטרון לא חזר "מייד", ונוצר מצב שבו הוספנו אנרגיה למערכת, אבל בגלל האילוץ האנרגיה לא "התאזנה" – ואינה משתקפת בעליה באנטרופיה.

    3.א) במקום אחד כתוב:
    "במערכות של טמפרטורות חיוביות קרות יותר, מספר החלקיקים במצבים נמוכי-אנרגיה עולה על מספר החלקיקים במצבים גבוהי-אנרגיה, מצב המוליד את ההגדרה הרשמית של טמפרטורה בעולם המכניקה הקוונטית"
    3.ב) כמעט מייד אחר כך כתוב:
    "במערכות מיוחדות של מכאניקת הקוונטים, האנטרופיה למעשה יורדת ככל שאנרגית המערכת (והחום שלה) עולה, מצב המוביל לטמפרטורה קוונטית שלילית"
    3.ג) מ-(3.א) משתמע שטמפרטורה קוונטית היא מושג סטטיסטי שנגזר מהמצבים האנרגטיים של האלקטרוניים. הגדרה שבפני עצמה אמורה להיות תמיד "לא שלילית". מה שמביא לשאלה למה הכוונה בטמפרטורה קוונטית שלילית?
    3.ג.1) האם הכוונה כאן היא לדרך בה המצב הקוונטי בא לידי ביטוי בהשפעה על מדד הטמפרטורה של כל המערכת? כלומר "טמפרטורה אפקטיבית שלילית" של המצב הקוונטי – כמו דרך לתאר "חום כמוס"?

    תודה.

  21. לא הבנתי, אם האפס המוחלט אומר שהאטומים לא זזים ומתחת לאפס המוחלט הם שוב זזים, מה ההסבר בין מתחת לאפס ומעל האפס?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן