Почему гелий не замерзает при 0K?

Я читал, что гелий не замерзает при абсолютном нуле при нормальном давлении.

Как это возможно, если абсолютный ноль является самой низкой достижимой температурой и при этой температуре прекращаются все случайные движения атома?

Разве атомы не должны просто перестать вибрировать и мгновенно затвердеть? Почему они обладают кинетической энергией при абсолютном нуле?

На самом деле ничто никогда не доходит до 0 К, поэтому в некотором смысле 0 К — это самая низкая недостижимая температура, недостижимая. Попробуйте почитать что-нибудь о сверхтекучести.
Но как что-то может существовать в жидком состоянии при температуре 0К? Атомы просто не содержат кинетической энергии!
Энергия нулевой точки гелия слишком высока, чтобы его можно было заморозить.
Почему они обладают кинетической энергией при абсолютном нуле? Они должны продолжать двигаться, иначе мы бы знали то, что эта статья говорит, что мы не в состоянии.... en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty_principle

Ответы (4)

Вы были введены в заблуждение идеей, что температура является мерой энергии. Хотя это приблизительно верно при высоких температурах, это неверно при низких температурах. Температура на самом деле является мерой энтропии; производная энтропии по внутренней энергии при постоянном числе частиц и объеме есть обратная температура. При очень низких температурах становятся важными квантово-механические эффекты, и даже при абсолютном нуле (0 К) частицы обладают энергией, известной как движение нулевой точки. В гелии это движение нулевой точки достаточно велико, чтобы предотвратить слипание атомов в твердом состоянии — он остается жидким. Выше примерно 3,2 МПа гелий-3 становится твердым при высоком давлении. Для гелия-4 он станет твердым выше ~2,5 МПа. http://ltl.tkk.fi/research/theory/helium.html

Ключевым моментом здесь является следующее: вклад нулевой энергии в семь раз больше, чем глубина потенциала притяжения между двумя атомами He(4). Следовательно, энергии нулевой точки достаточно, чтобы разрушить любую кристаллическую структуру He (4), которую в противном случае мог бы сформировать материал.

Более строгий ответ можно найти здесь, в этом ответе .

В 0 К есть еще энергия нулевой точки. Поскольку Он очень легкий и инертный, связанное с ним движение нулевой точки этого достаточно, чтобы предотвратить затвердевание.

Кинетическая энергия при более низкой температуре не определяет движение частицы, она может быть случайной, незамысловатой, невидимой или трудно поддающейся учету, но она не равна нулю.

Почему гелий не замерзает при 0K?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v