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La Temperatura e lo Zero Assoluto

     
    Sappiamo tutti che ci sono cose calde e altre fredde, ma c'è qualcos'altro da capire sulla temperatura? 
    Quando un oggetto risulta caldo, gli atomi al suo interno si stanno muovendo velocemente in direzioni casuali, e quando risulta freddo si stanno muovendo lentamente. Il nostro corpo interpreta l'agitazione casuale degli atomi come sensazione di caldo o freddo, ed il termometro la interpreta con un determinato numero di gradi. 
    Quindi, quando scaldo qualcosa, sto semplicemente facendo muovere più velocemente i suoi atomi?
    Esatto. Se l'oggetto è un solido gli atomi vibrano avanti e indietro, se è un gas come l'aria gli atomi si muovono qua e là come palline. 
     
    Si urtano spesso, dunque in certi momenti un atomo si muove velocemente, in altri lentamente. La temperatura dovrebbe cambiare continuamente.
    In un gruppo di atomi, c'è sempre un'ampia gamma di velocità, ma mentre la velocità di un atomo può cambiare, la media di tutte le velocità non cambia. Vedi che, ogniqualvolta un atomo rallenta, ce n'è un altro che accelera? Quindi la temperatura, in realtà, descrive le velocità possibili del gruppo di atomi insieme. I fisici usano spesso una scala delle temperature direttamente legata alle velocità degli atomi in un gas. E' chiamata la scala Assoluta, e un grado in questa scala è uguale ad un grado centigrado, che è pari a 9/5 di un grado Fahrenheit. La differenza fra la scala Assoluta e Centigrada è la posizione dello zero.

    Cosa c'è di così "Assoluto" in questa scala?
    Beh, guarda cosa succede se poni la temperatura degli atomi nella scatola al minimo possibile. 
    Gli atomi si fermano.
    Quindi gli atomi non possono essere più freddi di così. Questo è chiamato lo Zero Assoluto. 
    Ho capito! Quando gli atomi sono tutti fermi, il gas è ASSOLUTAMENTE freddo! 
    Sì, ed è veramente freddo. Il termometro mostra un confronto fra la scala Assoluta (conosciuta anche come Kelvin) e la scala Celsius. Lo Zero Assoluto è a -273,14 gradi Celsius.

    Ma c'è qualcosa che è realmente allo Zero Assoluto?
    Il luogo più freddo della natura sono le profondità dello spazio esterno. Là la temperatura è di 3 gradi sopra lo Zero Assoluto.
    Come mai non scende giù fino allo Zero?
    Questa è una domanda molto interessante. Sembra che il calore lasciato dal Big Bang che creò l'universo sia diffuso ovunque, e faccia in modo che la temperatura non scenda sotto i 3 gradi Kelvin. La misurazione di questa temperatura è l'evidenza più forte che abbiamo per l'evento del Big Bang. Comunque, per quanto riguarda il freddo, sappiamo fare molto meglio della natura. Da quasi un secolo sappiamo produrre refrigeratori che scendono sotto i tre gradi Kelvin, e da qualche tempo siamo riusciti ad arrivare ad una temperatura inferiore a 1/1000 di grado sopra lo Zero Assoluto. Un grande passo avanti è stato compiuto quando Cornell e Wieman hanno raffreddato un piccolo campione di atomi fino a pochi miliardesimi (0.000,000,001) di grado sopra lo Zero Assoluto! Questo era ciò che serviva per poter osservare la condensazione di Bose-Einstein. 

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