Alussa experimentsEdit
Vuonna 1904 hollantilainen tiedemies Heike Kamerlingh Onnes luotu erityinen lab Leiden joiden tavoitteena on tuottaa nestemäistä heliumia. Vuonna 1908 hän onnistui laskemaan lämpötilan alle -269 asteeseen (-452,2 F, 4 K), joka on alle neljä astetta absoluuttisen nollan yläpuolella. Vain tässä poikkeuksellisen kylmässä tilassa helium nesteytyy, heliumin kiehumispiste on -268,94 °C (-452,092 F). Kamerlingh Onnes sai saavutuksestaan Nobelin palkinnon.,
Onnes’ menetelmä vedota-paineista aihe kaasuja, jolloin ne jäähtyä, jonka adiabaattisen jäähdytyksen. Tämä on seurausta termodynamiikan ensimmäinen laki;
Δ U = Δ Q − Δ W {\displaystyle \Delta U=\Delta Q-\Delta W}
missä U = sisäinen energia, Q = lämpöä lisätään järjestelmään, W = työn järjestelmä.
harkitse kaasua asetilavuusrasiassa. Jos paine laatikossa on korkeampi kuin Ilmanpaine, niin avatessamme laatikon kaasumme tekee työtä ympäröivän ilmakehän laajentamiseksi., Koska tämä laajeneminen on adiabaattista ja kaasu on tehnyt työtä
Δ Q = 0 {\displaystyle \Delta Q=0}
Δ W > 0 {\displaystyle \Delta W>0}
⇒ Δ U < 0 {\displaystyle \oikea nuoli \Delta U<0}
Nyt kun sisäinen energia on vähentynyt, niin on lämpötila.
Moderni experimentsEdit
Kuten marraskuun 2000, ydin-spin lämpötila on alle 100 pK raportoitiin kokeilu Helsinki University of Technology Matalan Lämpötilan Laboratorio., Tämä oli kuitenkin lämpötila yksi tietyn tyyppinen liike—quantum ominaisuus nimeltä ydinalan spin—ei keskimääräinen termodynaaminen lämpötila kaikki mahdolliset vapausasteet. Niin alhaisissa lämpötiloissa, käsite ”lämpötila” on monitahoinen, koska molekyylien liikettä ei voida olettaa, että keskimääräinen koko vapausasteita. Vastaava huippu päästöjen tulee olla radio-aaltoja, pikemminkin kuin tuttu infrapuna, joten se on erittäin huonosti imeytyy viereisiin atomeihin, jolloin se on vaikea saavuttaa terminen tasapaino.,
matalan lämpötilan laboratoriossa mitattiin ennätyksellisen alhainen lämpötila 100 pK eli 1,0 × 10-10 K vuonna 1999.
nykylaitteistossa alhaisten lämpötilojen saavuttamiseksi on kaksi vaihetta. Ensimmäinen käyttää helium-laimennusjääkaappia päästäkseen millikelviinien lämpötiloihin, sitten seuraava vaihe käyttää adiabaattista ydindemagnetointia päästäkseen picokelvineihin.
Erittäin alhaisissa lämpötiloissa ovat hyödyllisiä havainto kvanttimekaniikan vaiheissa asiaa, kuten superfluids ja Bosen–Einsteinin kondensaatteja, joka olisi häirinnyt termisen liikkeen.