Wissenschaft Gas scheint negative Kelvin-Temperatur anzunehmen

Unter dem absoluten Nullpunkt wird es heiß: Münchner Forscher haben ein Gas geschaffen, das sich verhält, als habe es eine Temperatur, die unter dem absoluten Nullpunkt liegt. Gleichzeitig ist es unglaublich heiß.

Anzeige

Forschern an der Ludwig-Maximilians-Universität in München und am Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching ist etwas gelungen, was eigentlich unmöglich ist: Sie haben ein Gas geschaffen, das eine negative Kelvin-Temperatur annimmt.

Eine Temperatur von null Kelvin - minus 273 Grad Celsius - gilt als der absolute Nullpunkt. Bei dieser Temperatur kommen alle Atome zum Stillstand, sie haben also keine Energie.

Wenige Milliardstel Grad unter null Kelvin

Ausgangspunkt für das Experiment war ein Gas, das die Forscher in einer Vakuumkammer auf eine Temperatur von wenigen Milliardstel Kelvin herabgekühlt hatten. Dabei handelt es sich um eine Wolke aus rund hunderttausend Kalium-Atomen. Diese haben die Forscher in optischen Fallen aus Laserstrahlen eingefangen. In diesen Fallen zeigten die Atome ein Verhalten, als ob sie eine Temperatur von wenigen Milliardstel Grad unter null Kelvin hätten.

Grund ist eine Umkehr der Boltzmann-Verteilung. Danach sind Zustände niedriger Energie wahrscheinlicher als solche mit hoher Energie. In einem Gas haben also die meisten Teilchen wenig Energie, bewegen sich also langsam, und nur sehr wenige haben eine hohe Energie und bewegen sich sehr schnell. Den Forschern um Ulrich Schneider und Immanuel Bloch gelang es, dieses Verhältnis umzukehren: In ihrem Gas weisen viele Teilchen eine hohe und nur wenige eine niedrige Energie auf - sprich: Die Mehrzahl der Teilchen bewegt sich schnell.

Kälter ist heißer

"Die umgekehrte Boltzmann-Verteilung ist genau das, was eine negative absolute Temperatur ausmacht, und die haben wir erreicht", erklärt Schneider. Tatsächlich sei das Gas jedoch nicht kälter als null Kelvin, sagt der Forscher. Ganz im Gegenteil: "Es ist sogar heißer als bei jeder beliebigen positiven Temperatur - die Temperaturskala hört bei unendlich einfach noch nicht auf, sondern springt zu negativen Werten." Grund für diesen scheinbaren Widerspruch ist die Definition der absoluten Temperatur, die auch die Energieverteilung einbezieht.

Das Experiment, das die Forscher in der Fachzeitschrift Science beschreiben, könnte für die Kosmologie interessant sein. Das Gas weist nämlich ein ähnliches Verhalten auf wie die dunkle Energie, die für die immer schnellere Ausdehnung des Universums verantwortlich sein soll: In dem Gas ziehen sich die Atome an, statt sich wie üblich abzustoßen. Das bedeutet, die Atomwolke sollte sich eigentlich zusammenziehen und kollabieren - wegen der Schwerkraft wäre das auch beim Universum zu erwarten. Die Atomwolke bleibt jedoch aufgrund ihrer negativen Temperatur erhalten.


modd 23. Jan 2013

Ja und nein ja für bestimmte fusionstypen muss unter anderem auch das Gas sehr heiss sein...

modd 10. Jan 2013

Wenn man etwas verurteilt, widerlegt oder einfach nur doof findet sollte man sich, um...

modd 10. Jan 2013

wenn sich ein punkt ausdehnt könnte man ganz einfach den durchmesser als referenz nehmen :)

Kwyjibo 09. Jan 2013

Die Temperatur ist nicht über die Boltzmannverteilung definiert, sondern über die...

Mac Jack 08. Jan 2013

Hm... Nun gut, ich habe tatsächlich vergessen, dass wir uns hier in einem...

Kommentieren



Anzeige

  1. IT-Spezialist (m/w) für Anwendungsentwicklung
    Versicherungskammer Bayern, München
  2. Mitarbeiter/in im Bereich Informationstechnologie/IT Service
    Toho Tenax Europe GmbH, Heinsberg-Oberbruch und Wuppertal
  3. Softwareentwickler (m/w)
    SEW-EURODRIVE GmbH & Co KG, Bruchsal
  4. Trainee IT (m/w) Schwerpunkt: SAP Applikation
    Unternehmensgruppe Theo Müller, Aretsried

 

Detailsuche


Folgen Sie uns
       


  1. Spähaffäre

    Snowden erklärt seine Frage an Putin

  2. CSA-Verträge

    Microsoft senkt Preise für Support von Windows XP

  3. Test Wyse Cloud Connect

    Dells mobiles Büro

  4. Globalfoundries-Kooperation mit Samsung

    AMDs Konsolengeschäft kompensiert schwache CPU-Sparte

  5. Verband

    "Uber-Verbot ruiniert Ruf der Startup-Stadt Berlin"

  6. Kabel Deutschland

    2.000 Haushalte zwei Tage von Kabelschaden betroffen

  7. Cridex-Trojaner

    Hamburger Senat bestätigt großen Schaden durch Malware

  8. Ubuntu 14.04 LTS im Test

    Canonical in der Konvergenz-Falle

  9. Überwachung

    Snowden befragt Putin in Fernsehinterview

  10. Bleichenbacher-Angriff

    TLS-Probleme in Java



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Owncloud: Dropbox-Alternative fürs Heimnetzwerk
Owncloud
Dropbox-Alternative fürs Heimnetzwerk

Kaputte Zertifikate durch Heartbleed und der NSA-Skandal: Es gibt genügend Gründe, seinen eigenen Cloud-Speicher einzurichten. Wir erklären mit Owncloud auf einem Raspberry Pi, wie das funktioniert.


Cortana im Test: Gebt Windows Phone eine Stimme
Cortana im Test
Gebt Windows Phone eine Stimme

Mit Windows Phone 8.1 bringt Microsoft nicht nur lange vermisste Funktionen wie die zentrale Benachrichtigungsübersicht auf das Smartphone, sondern auch die Sprachassistentin Cortana. Diese kann den Alltag tatsächlich erleichtern - und singen.

  1. Smartphones Nokia und HTC planen Updates auf Windows Phone 8.1
  2. Ativ SE Samsungs neues Smartphone mit Windows Phone
  3. Microsoft Internet Explorer 11 für Windows Phone

Wolfenstein The New Order: "Als Ein-Mann-Armee gegen eine Übermacht"
Wolfenstein The New Order
"Als Ein-Mann-Armee gegen eine Übermacht"

B. J. Blazkowicz muss demnächst wieder die Welt retten - in einem Wolfenstein aus Schweden. Im Interview hat Golem.de mit Andreas Öjerfors, dem Senior Gameplay Designer, über verbotene Inhalte, die KI und Filmvorbilder von The New Order gesprochen.

  1. The New Order Wolfenstein erscheint ohne inhaltliche Schnitte
  2. Wolfenstein angespielt Agent Blazkowicz in historischer Mission
  3. Bethesda Zugang zur Doom-Beta führt über Wolfenstein

    •  / 
    Zum Artikel