Brzy experimentsEdit
V roce 1904 holandský vědec Heike Kamerlingh Onnes vytvořili speciální laboratoře v Leidenu s cílem produkovat tekuté helium. V roce 1908 se mu podařilo snížit teplotu na méně než -269 °C (-452.2 F, 4. K), což je méně, než čtyři stupně nad absolutní nulou. Pouze v tomto výjimečně chladném stavu bude helium zkapalňovat, teplota varu helia je při -268,94 °C (-452,092 F). Kamerlingh Onnes obdržel Nobelovu cenu za svůj úspěch.,
Onnesova metoda se spoléhala na odtlakování předmětných plynů, což způsobilo jejich ochlazení adiabatickým chlazením. To vyplývá z prvního zákona termodynamiky;
Δ U = Δ Q − Δ W {\displaystyle \Delta U=\Delta Q-\Delta W}
, kde U = vnitřní energie, Q = teplo přidané do systému, W = práce, kterou systém.
zvažte plyn v krabici nastaveného objemu. Pokud je tlak v krabici je vyšší než atmosférický tlak, pak po otevření krabice náš plyn bude dělat práci na okolní atmosféru rozšířit., Jak je tato expanze je adiabatická a plyn vykonal práci,
Δ Q = 0 {\displaystyle \Delta, Q=0}
Δ W > 0 {\displaystyle \Delta W>0}
⇒ Δ U < 0 {\displaystyle \Rightarrow \Delta U<0}
Nyní jako vnitřní energie se snížila, takže má teplotu.
moderní experimentyedit
od listopadu 2000 byly hlášeny teploty jaderného odstřeďování pod 100 pK pro experiment na Helsinské Technické univerzitě v laboratoři s nízkou teplotou., Jednalo se však o teplotu jednoho konkrétního typu pohybu—kvantové vlastnosti zvané jaderné spin—nikoli o celkovou průměrnou termodynamickou teplotu pro všechny možné stupně volnosti. Při tak nízkých teplotách se pojem „teplota“ stává mnohostranným, protože nelze předpokládat, že molekulární pohyb průměruje napříč stupni volnosti. Odpovídající vrcholová emise bude spíše v rádiových vlnách než ve známém infračerveném záření, takže je velmi neefektivně absorbována sousedními atomy, což ztěžuje dosažení tepelné rovnováhy.,
Nízkoteplotní laboratoř zaznamenala v roce 1999 rekordní nízkou teplotu 100 pK nebo 1,0 × 10-10 K.
současné zařízení pro dosažení nízkých teplot má dva stupně. První využívá helium ředění lednička dostat na teploty millikelvins, pak další etapa využívá adiabatické jaderné magnetizace dosáhnout picokelvins.
Extrémně nízkých teplotách jsou užitečné pro pozorování kvantové mechanické fází hmoty jako supratekutiny a Bose–Einstein kondenzáty, které by bylo narušeno tepelným pohybem.