Zéro absolu ! Oui, mais comment ?

[inviteba0a4d6e]

Salut

Je comprends le principe du zéro absolu, mais comment parvient-on à baisser la température à quelques millionièmes de degrés près de cette limite (avec quels instruments), par quels procédés ?

Comment au début du siècle y parvenait-on également, avec les moyens modestes d'alors ?

Merci pour vos réponses...

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Il n'y a point de génie sans un grain de folie. Aristote

[invite03f54461]

Slu
Pour obtenir de basses températures, le principe était d'utiliser la décompression brutale d'un gaz comprimé au préalable, compression->chaleur, décompression ->froid.
En cycle fermé, ce procédé est utilisé dans ton frigo.
un appareil pour réoduire du froid, c'est un cryostat.
http://www.lkb.ens.fr/recherche/qedc...anip/cryo.html
pour obtenir des températures proches du zéro absolu, on cherche à "immobiliser" les atômes
(agitation = chaleur), maintenant, ça se fait à coup de lasers
http://www.cnrs.fr/Cnrspresse/n29a1.html

[inviteba0a4d6e]

Ok merci, mais les supra-conducteurs sont testés à très basses températures depuis le début du siècle, et à l'époque, pas de laser, alors comment ils faisaient ?

[invite88ef51f0]

Salut,
Il faut voir que le refroidissement par laser permet d'atteindre des températures de l'ordre de 0.000000001 K (1 nK), tandis que les supraconducteurs ont une température critique qui est plutôt de l'ordre de la dizaine de kelvins. Un simple refroidissement par azote liquide (80 K) peut suffire. Pour obtenir de l'azote liquide, il faudrait demander à Air Liquide les procédés exacts, mais ça doit pas être bien différent d'un superfrigo...
Le premier cas de supraconductivité (mercure) a d'ailleurs été découvert par la première équipe à avoir réussi à liquéfier de l'hélium.

[A voir en vidéo sur Futura]

[spi100]

Ok merci, mais les supra-conducteurs sont testés à très basses températures depuis le début du siècle, et à l'époque, pas de laser, alors comment ils faisaient ?

Tu utilises de l'helium liquide pour descendre à environ 4 K. L'helium liquide est spontanemement à 4 K et il suffit juste de s'arranger pour faire un contact en l'helium et l'échantillon. Ca suffit pour observer la supra du mercure qui effectivement a été découverte en 1911.

Si tu veux descendre en dessous de 4 K, on utilise tjs de l'He mais on lui fait subir des cycles de compression et décompression, tu peux atteindre par ce biais des températures de l'ordre du milli-Kelvin et effectivement, ça ne demande pas de technologie de pointe.

En dessous du Kelvin, comme ça a été dit plus haut, il faut passé au refroidissement laser.

[mtheory]

Avant l'emploi du laser on utilisait la désaimantation adiabatique nucléaire pour atteindre un millionième de degré.
Refroidissement avec azote liquide puis DAMA avec des ions paramagnétiques pour qq millième de K et enfin DAMN .

Feynman electromagnétisme tome 2

[invite03f54461]

Slu

Avant l'emploi du laser on utilisait la désaimantation adiabatique nucléaire pour atteindre un millionième de degré.

OK merci, en lisant ça j'ai pigé le principe

[invite1ce9168a]

bonjour,
pour comprendre le monde des basses températures, je vous conseille de chercher sur encarata 2004 le thème 'cryogénie' il y a des docs très intéressants avec des illustrations qui vous facilite la tâche.

[inviteba0a4d6e]

Et si l'on parvenait à atteindre Le... zéro absolu... (je sais que le simple fait d'introduire un appareil de détection, si petit qu'il soit, suffit à engendrer une augmentation même très légère de la température).

Se produirait-il ce que l'on appelle un "Condensat Bose Einstein" ?
Il n'y a plus d'activité, de "mouvements" atomiques, et tous les atomes, en "hibernation", se comportent de la même manière, se rapprochant sous l'effet de la force nucléaire, pour former un "super atome", comme l'aurait prévu Einstein !

Et à quoi servirait un "laser à atomes" ?

[spi100]

Et si l'on parvenait à atteindre Le... zéro absolu... (je sais que le simple fait d'introduire un appareil de détection, si petit qu'il soit, suffit à engendrer une augmentation même très légère de la température).

Se produirait-il ce que l'on appelle un "Condensat Bose Einstein" ?
Il n'y a plus d'activité, de "mouvements" atomiques, et tous les atomes, en "hibernation", se comportent de la même manière, se rapprochant sous l'effet de la force nucléaire, pour former un "super atome", comme l'aurait prévu Einstein !

Et à quoi servirait un "laser à atomes" ?

Je ne suis pas sur qu'il soit possible d'atteindre le zéro absolu, car il y a le demi-quanta résiduel de la méca Q.
Mais je ne vois pas pourquoi le fait de passer à température nulle provoquerait une condensation de la matière ? Les interactions répulsives ne disparaissent pas avec la température, et la barrière coulombienne n'a aucune raison de s'évaporerc comme ça.

[mach3]

hello, j'ai lu ya pas longtemps qu'ils avaient réussi a créé de tels condensats (sans descendre a 0K, mais bien glacial quand meme), mais je retrouve pas la revue...

j'aurai aimé donner plus de détails

m@ch3

[inviteba0a4d6e]

Je ne suis pas sur qu'il soit possible d'atteindre le zéro absolu, car il y a le demi-quanta résiduel de la méca Q.
Mais je ne vois pas pourquoi le fait de passer à température nulle provoquerait une condensation de la matière ? Les interactions répulsives ne disparaissent pas avec la température, et la barrière coulombienne n'a aucune raison de s'évaporerc comme ça.

Le demi-quanta résiduel...! C'est quoi cet animal ?

Le fait de passer à température nulle, la température la plus basse de tout l'Univers, provoque un ralentissement subatomique réel, voire un arrêt "complet" des particules. L'activité des électrons ne remplit et ne joue plus son rôle, ainsi de suite... Les intéractions ne sont-elles pas le fruit des particules qui les engendrent ?

[spi100]

Le fait de passer à température nulle, la température la plus basse de tout l'Univers, provoque un ralentissement subatomique réel, voire un arrêt "complet" des particules. L'activité des électrons ne remplit et ne joue plus son rôle, ainsi de suite... Les intéractions ne sont-elles pas le fruit des particules qui les engendrent ?

Qu'est ce que tu appelles ralentissement subatomique ?

Oui, les interactions sont générés par les particules, mais pourquoi veux tu que les particules disparaissent à 0 Kelvin.

Est - ce que vous ne confondez pas avec la supra-conductivité, où effectivement pour certain métaux, quand on descend à basse température, un phénomène d'appareillement entre trou et electron se produit, si bien que l'on se retrouve avec un gaz de boson (un boson = un trou + un electron), et ce gaz de boson effectivement va se condenser.

[spi100]

Le demi-quanta résiduel...! C'est quoi cet animal ?

Quand tu calcules l'énergie d'un oscillateur quantique, tu trouves


où n est le nombre d'exications élémentaires de l'oscillateur (les phonons). A T = 0, n devient effectivement nul mais il reste , et ton oscillateur continue à vibrer.