Lodówka chłodząca do zera absolutnego – możliwe!

lodówki
Jak porządnie zamrozić żywność? Jaka jest najlepsza temperatura do tego? Teorie są różne, ale dla pewności może by tak posłużyć się zerem absolutnym, czyli −273,15 °C? Fizycy opracowali teoretyczny model takiej lodóweczki i wszystko wskazuje na to, że tę teorię będzie można zrealizować w praktyce.


Samoskładające się ogniwa fotowoltaiczne

Urządzenie wykonane jest z cząstek kwantowych, które mogą w nim występować w zaledwie dwóch stanach: stacjonarnym, z zerową energią, lub wzbudzonym. Fizycy z University of Bristol wykombinowali, w jaki sposób cząstki mogą pobierać od siebie energię. Pomysł opiera się na umieszczeniu dwóch cząstek w „kąpieli” – jednej w gorącej, a drugiej w temperaturze pokojowej. Doszłaby jeszcze trzecia cząstka, która ma być obiektem wstawionym do „lodówki” i chłodzonym.

W takich warunkach cząstki kwantowe wchodzą w interakcję zarówno ze swoimi temperaturami środowiska, jak i pomiędzy sobą. Kiedy „gorąca” cząstka absorbuje energię ze swego otoczenia, sprawia, że cząstka „chłodniejsza” zasysa energię od trzeciej, umieszczonej w „lodówce” – w ten sposób ją ochładza.

Teoretycznie taka lodówka mogłaby spokojnie chłodzić umieszczane w niej rzeczy do temperatury zera absolutnego, co osiąga się, używając jonów uwięzionych w pułapce jako cząstek kwantowych i strumienia światła laserowego jako wspomnianej „kąpieli” dla nich. Jednak taka lodówka nie tylko przysłużyłaby się konserwacji żywności.

Nicolas Gisin, fizyk teoretyczny i eksperymentalny z University of Geneva, stwierdził, że teoria kwantowej lodówki stwarza całkowicie nowe możliwości, przedstawiając termodynamikę i naukę o informacji kwantowej w zupełnie innym świetle. A ja tak podsumuję: cały opis działania urządzenia brzmi jak wyjęty z jakiejś powieści SF, ale fikcji w tym żadnej nie ma.

NA ZDJĘCIU: PRZYKŁADOWE LODÓWKI

Kategoria posta: Aktualności, Koncepcje, nauka

Źródło: news.sciencemag.org

Regulamin komentowania

  • Piter

    Tylko jak wyjąć z tej lodówki tak schłodzoną butelkę wódki?? ;)

  • marcin

    Nie wiem co za pajac to pisał ale nie możliwe jest osiągnięcie zera absolutnego. W laboratoriach udaje się osiągnąć około 99,9999% zera absolutnego poprzez spowolnienie cząstek prawie ich zatrzymanie. Ale na pewno nie można osiągnąć zera absolutnego!!

  • Henryk

    A pajac spyta, dlaczego? Bo teoretycznie nie mas żadnych przeciwwskazań. Nawet w LHC jest taka temperatura.

  • http://gadzetomania.pl/author/tomek Tomasz Miller

    Marcin ma racje. To sie bodaj nazywa trzecie prawo termodynamiki. W artykule na ktory sie powolujesz jest tylko, ze w teorii lodowka bedzie mogla zejsc DOWOLNIE BLISKO zera absolutnego.

  • niom

    Marcin ma racje – to bodaj trzecie prawo termodynamiki. W artykule na ktory sie powolujesz jest tylko, ze lodowka w teorii bedzie mogla zejsc DOWOLNIE BLISKO zera bezwzglednego. Ale osiagnac go sie nie da.

  • niom

    wikipedia podaje ze elektromagnesy LHC sa chlodzone do 1,9 K…

  • marcin

    odp: kondensat Bosego-Einsteina. Nie można na tyle spowolnić atomów aby na stałe zamieniły się w jeden makroskopowy atom. Można zrobić to na chwile ale też nie całkowicie i właśnie o te całkowicie chodzi. Dlatego nie można osiągnąć dokładnie zera absolutnego zawsze będzie troszkę więcej. Temperatury niższe pozostają tylko teorią.

  • Henryk+Tur

    No wybaczcie, ale 99,99% zera absolutnego to w praktyce niemal to samo – oczywiście pod względem rzeczy zamrażanych. „can get arbitrarily close to absolute zero” – tak właśnie jest w oryginale, jednak lodówka ma służyć rzeczom, a nie atomom, prawda? Poniekąd w sumie racja, powinienem to zaznaczyć w tekście.

  • mroova81

    99,99% zera, to nadal zero.
    a tak poza tym:
    A kto wie jak wygląda hiperbola ten wie, dlaczego zero jest nieosiągalne.
    a tak w ogóle to na razie model teoretyczny: teoretycznie, w Polsce jest dobrobyt.

  • marcin

    Gdyby nie te Twoje ”niemal to samo” świat wyglądał by zupełnie inaczej. Może w następnym artykule napiszesz, że udało się osiągnąć prędkość światła ponieważ atomy rozpędzane są w LHC do właśnie 99,9999% prędkości światła? Ale te ”niemal to samo” robi różnice. Tym bardziej, że w oryginale jest napisane ”arbitrarily close” czyli to ma jednak jakieś znaczenie.

  • arek

    teoretycznie to w poslce srednia pensja wynosi 3,5k brutto :)

  • Mateusz

    Spokojnie, to nie jest strona o tematyce naukowej.
    Część ludzi pewnie przyjmie to, niestety, za pewnik ale może znajdzie się część ludzi takich jak Ty którzy poszukają rzetelnych informacji na ten temat

  • Mateusz

    W sumie ja jestem ciekaw jakie ona miałaby gabaryty :D
    Izolacja takiego czegoś to nie lada zadanie

  • osu

    mniejsza o to czy to zero absolutne czy 99,9% pytanie brzmi jak wyjac zarcie z takiej lodowki ? specjalne rekawice podgrzewane ?

  • Emil

    No nie jestem pewien czy nie da się osiągnąć zera absolutnego… Przecież tu mowa o kwantach które są na tyle nieprzewidywalne że nie jeden by się zdziwił co można dzięki nim zrobić. Słyszał ktoś o przesyłaniu informacji między fotonami na odległość i nie chodzi tu o światłowód tylko o to że w jednym momencie 2 fotony maja identyczną polaryzacje niezależnie od siebie i bez różnicy czasu między zmianą stanu. Na razie za mało wiadomo o kwantach żeby użyć stwierdzenia że „nie da się osiągnąć zera absolutnego” tym bardziej że obliczenia wskazują że się da.

  • marcin

    Ale wy wszyscy jesteście tępi od piszącego ten artykuł po ludzi to czytających ;/ Nigdy nie powstanie taka ”lodówka” do użytku domowego!! bo i po co? Artykułom spożywczym wystarczy -30. Zastosowanie takiego sprzętu znajdzie się przy budowie kolejnych LHC, reaktora ITER (do chłodzenia magnesów) i przy pracy wysoko wydajnych laserów itp… itp… Redaktorzy wymyślili tytuł i wszyscy dosłownie to łykają z połykiem jak dziw***ki. ŻAL MI WAS CIEMNA MASO ;/ ;/ ;/

  • marcin

    Emil powiedział: No nie jestem pewien czy nie da się osiągnąć zera absolutnego… Przecież tu mowa o kwantach które są na tyle nieprzewidywalne że nie jeden by się zdziwił co można dzięki nim zrobić. Słyszał ktoś o przesyłaniu informacji między fotonami na odległość i nie chodzi tu o światłowód tylko o to że w jednym momencie 2 fotony maja identyczną polaryzacje niezależnie od siebie i bez różnicy czasu między zmianą stanu. Na razie za mało wiadomo o kwantach żeby użyć stwierdzenia że “nie da się osiągnąć zera absolutnego” tym bardziej że obliczenia wskazują że się da.

    Tak samo jak prędkość światła po prostu nie da się jej osiągnąć!! Takie są zasady i nie mów mi tu o kwantach bo to nie ma nic do rzeczy. Nieważne jak byś się starał pewnych reguł rządzących tym wszechświatem nie da się złamać.

  • osu

    a kto tak powiedzial ja uwazam ze wszystko jest mozliwe. Cala nasza wiedza opeira sie na kilkunastu teoriach jak sie okaze ze wiekszosc jest jednak bledna to sie dopiero narobi. Wiec nie pieprz mi, ze cos jest mozliwe a cos nie

  • http://gadzetomania.pl/author/tomek Tomasz Miller

    Trzecie prawo termodynamiki, które mówi o niemożności uzyskania temperatury zera bezwzględnego, wynika właśnie z mechaniki kwantowej (por. np. podręcznik Huanga do mechaniki statystycznej). To raz. Obliczenia, o których mówi cytowany artykuł nie dotyczą osiągania temperatury 0 K, a o fizycznych ograniczeniach na tempo zbliżania się do niej. Zbliżania, a nie faktycznego osiągania, które jest niemożliwe i żadne obliczenia za jego możliwością nie przemawiają. To dwa. Wreszcie, zjawisko tzw. „upiornego” oddziaływania między fotonami, o którym piszesz, nie może zostać wykorzystane do przesyłania informacji. To trzy. Miło zauważyć, że dosyć poważna dyskusja fizyczna się nam tu wywiązała:)

  • http://gadzetomania.pl/author/tomek Tomasz Miller

    Trzecie prawo termodynamiki, które mówi o niemożności uzyskania temperatury zera bezwzględnego, wynika właśnie z mechaniki kwantowej (por. np. podręcznik Huanga do mechaniki statystycznej). To raz. Obliczenia, o których mówi cytowany artykuł nie dotyczą osiągania temperatury 0 K, a o fizycznych ograniczeniach na tempo zbliżania się do niej. Zbliżania, a nie faktycznego osiągania, które jest niemożliwe i żadne obliczenia za jego możliwością nie przemawiają. To dwa. Wreszcie, zjawisko tzw. “upiornego” oddziaływania między fotonami, o którym piszesz, nie może zostać wykorzystane do przesyłania informacji. To trzy. Miło zauważyć, że dosyć poważna dyskusja fizyczna się nam tu wywiązała:)

  • http://gadzetomania.pl/author/tomek Tomasz Miller

    Kwanty jak najbardziej mają tu sporo do rzeczy. Mówiąc skrótowo, to właśnie z mechaniki kwantowej wynika niemożność uzyskania zera bezwzględnego. Z innej beczki, to truizm, że reguł rządzących Wszechświatem nie da się złamać. Pytanie, czy to, co dziś uważamy za reguły, rzeczywiście nimi jest. Nie rób z nauki systemu dogmatycznego, bo odbierasz jej to, co wypracowała najcenniejszego – metodę bezustannej, chłodnej samokrytyki, dzięki której się doskonali.

  • Maniak

    Emil powiedział: (…)Słyszał ktoś o przesyłaniu informacji między fotonami na odległość(…)

    Nie slyszalem, opowiedz :>

  • marcin

    Pewnych reguł nie da się złamać np. rozpędzić rozpędzić atom do prędkości światła ale można to obejść zaginając czasoprzestrzeń owy atom znalazł by się w założonym punkcie szybciej niż światło. Uważam, że na obecnym poziomie wiedzy o wszechświecie i reguł nim rządzących można a nawet przyjąć pewne założenia, które są konieczne dla dalszego rozwoju.

  • qazix

    swieta racje :/ nie lubie jak wymądrzaja sie jakimis kolosalnymi liczbami bo jakies sa tam teorie to jest kakie chore gdybym miał kase i oparl bym sie na kilku prawdziwych doswiadczeniach wydałbym tore ze bana w kosmosie przy predkosci 10000000k/s zmieni się w truskawke :/

  • http://gadzetomania.pl/author/tomek Tomasz Miller

    Obawiam się, że nie rozumiem. Co ma wydawanie kasy do prawdziwości lub nieprawdziwości teorii fizycznych? Czy gdyby nawet Newton wydał całą swoją kasę, jabłka zaczęłyby spadać do góry? Albo taki Einstein, gdy publikował swoje artykuły o efekcie fotoelektrycznym, był niezbyt zamożnym pracownikiem biura patentowego. A Nobla za to dostał. Zapewniam Cię, że gdybyś oparł się na prawdziwych doświadczeniach i logicznym rozumowaniu, Twoja teoria o transmutacji owoców przy nadświetlnych prędkościach obroniłaby się sama, bez wsparcia finansowego czy propagandy. Owszem, zdarzały i zdarzają się potężne lobby lansujące pewne bardziej lub mniej naukowe teorie i „teorie”, ale historia jak dotąd obchodziła się z nimi bezwzględnie. Bez względu na to, ile kasy wydali i ile atramentu wylali.

  • szujeq

    Kiedyś też mówili, że ziemia jest płaska, opuszczenie ziemi jest niemożliwe a pływające kobiety to wiedźmy. Tak samo twierdzę, że można osiągnąć 0K oraz prędkość światła, nikt nie powiedział, że wszystkie obecne teorie są słuszne, zawsze istnieje prawdopodobieństwo, że w którejś z nich nie uwzględniono jakiejś zmiennej która może przewrócić wszystko o 180 stopni.

  • http://gadzetomania.pl/author/tomek Tomasz Miller

    @marcin
    Zgadzam się, założenia trzeba przyjmować, ale nie traktować ich jako wiecznotrwałych dogmatów. Za dobry przykład niech służy powstanie mechaniki kwantowej, która położyła kres doktrynie mechanicystycznej, mającej swoje początki jeszcze w pracach Kartezjusza i Newtona. A doktryna to była potężna, zwłaszcza w świetle triumfów, jakie święciła w XIX w. Jak sądzisz, czy utrzymywanie, że Wszechświat po prostu musi być deterministyczny, a mechanika kwantowa to tylko efekt naszej ignorancji, który tylko przypadkiem działa, sprzyjałoby dalszemu rozwojowi fizyki? Niektórzy uczeni tak robią, ale ich klasyczne teorie, jeśli chodzi o moc predyktywną, w najlepszym razie dorównują mechanice kwantowej na poziomie wczesnych lat 40.

    Co do rozpędzania atomów do prędkości światła… Jeśli za istnienie masy spoczynkowej odpowiada oddziaływanie z polem Higgsa, być może kiedyś nauczymy się to pole ekranować. Tak otrzymane bezmasowe atomy będą MUSIAŁY poruszać się z prędkością światła. Więc akurat ta „niemożliwość” już w świetle współczesnej fizyki nie musi być taka pewna;)

  • Mort

    I właśnie dlatego należy uważać pisząc coś co potencjalnie zostanie przeczytane przez masę nerdów i geeków. Literówka, lub nieścisłość i od razu ustawią się w kolejce do ukazania czyjejś niższości.

    Osobiście zauważyłem, że po obejrzeniu paru wykładów i wystąpień panów Jamesa Randiego, Richarda Feynmana i Neila Tysona nabrałem takiego wyczulenia na te rzeczy. Zasadniczo więc polecam ich jeśli może uchronić to kogoś przed byciem nazwanym „debilem”.

  • Mort

    99,99% zera (w domyśle absolutnego) to -273,1 oC, że się tak doczepię za błąd logiczny wynikający z pominięcia kontekstu.

    Jeśli z kolei chcesz się upierać i wszystko precyzować to staniesz w intelektualnej stagnacji jak filozofowie którzy zamiast odpowiedzi na pytania „czy Ty mnie teraz rozumiesz” zaczną rozkładać je na części „cóż znaczy zrozumienie”, „czym jestem „ja”", „czym jest „teraz”" ect.

  • Mort

    Wynajdź „zmienną”, jak to ładnie ująłeś, to dostaniesz nobla. Ba! Może być nawet jakaś tam stała, łatwiej je znaleźć.

    Prawda jest taka, że wielu już Einsteina obalało i jakoś nikomu się nie udało. Wielu tez stworzyło perpetum mobile, którzy, jak to młodzież lubi myśleć, „zostali uciszeni przez wielkie koncerny naftowe (WKF™)”.

  • Henryk+Tur

    Prawa Einsteina cały czas udowadnia praktyka codzienna – od obserwacji nieba po doświadczenia laboratoryjne. Natomiast co do niemożności osiągnięcia zera absolutnego – jak napisałem, w praktyce jest to bez znaczenia dla zamrażanych rzeczy. Jak to powiedział kiedyś Arnold S.: mam na koncie 50 mln dolarów i wcale nie czuję się bogatszy jak wtedy, gdy miałem 48 milionów. Et voila.
    A prędkości światła osiągnąć się nie da – przynajmniej ciału fizycznemu. W miarę rozpędzania zwiększałaby się jego masa, zaś przy prędkości światłą byłaby nieskończona, co jest niemożliwe. Nadto im większa masa, tym większa energia do jej rozpędzenia, więc prawa fizyki same z siebie nakładają hamulce dla wielkich liczb i szybkości. nie zmienia to jednak faktu, że pędzenie z szybkością 250 000 na godzinę to dla pasażera równie emocjonujące przeżycie (choć człowiek by tego raczej nie przeżył), jak pędzenie z szybkością 249 999,99999 km/h, prawda?

  • Henryk+Tur

    No wybacz, ale to tylko Twoje założenie. Do zamrażania teściowej byłaby taka lodóweczka jak znalazł xD

  • Kasia

    super… teraz sobie czekaj tydzień aż Ci sie kurczak rozmrozi ;D

  • Sauron

    I tu jest prawidłowy komentarz. Kasiu BRAWO!!!!!!!

  • Toniku

    „Jednak taka lodówka nie tylko przysłużyłaby się konserwacji żywności.”
    wiec jak poza tym przysłużyła by sie ?

Odkryto kolejne dwa księżyce Jowisza!
Odkryto kolejne dwa księżyce Jowisza!

Zamknij