Abo
  • Services:
Anzeige
Heiße Minusgrade: Bei einer negativen absoluten Temperatur kehrt sich die Energieverteilung im Vergleich zur positiven Temperatur um.
Heiße Minusgrade: Bei einer negativen absoluten Temperatur kehrt sich die Energieverteilung im Vergleich zur positiven Temperatur um. (Bild: LMU, MPQ München)

Wissenschaft: Gas scheint negative Kelvin-Temperatur anzunehmen

Heiße Minusgrade: Bei einer negativen absoluten Temperatur kehrt sich die Energieverteilung im Vergleich zur positiven Temperatur um.
Heiße Minusgrade: Bei einer negativen absoluten Temperatur kehrt sich die Energieverteilung im Vergleich zur positiven Temperatur um. (Bild: LMU, MPQ München)

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.

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.

Anzeige

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.


eye home zur Startseite
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...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. operational services GmbH & Co. KG, Berlin, Frankfurt a. M., Zwickau, Nürnberg, Dresden
  2. über Nash Technologies, Böblingen
  3. Home Shopping Europe GmbH, Ismaning
  4. Zurich Gruppe Deutschland, Bonn


Anzeige
Top-Angebote
  1. 29€
  2. 184,90€ inkl. Rabatt (Bestpreis!)
  3. (u. a. LG 55EG9A7V für 899€, LG OLED65B7D für 2.249€ und Logitech G703 für 69€)

Folgen Sie uns
       


  1. Matebook X Pro im Hands on

    Huaweis Notebook kommt mit Nvidia-Grafikkarte

  2. Apple

    iTunes Store sperrt alte Geräte und Betriebssysteme aus

  3. Alcatel 1T

    Oreo-Tablet mit 7-Display kostet 70 Euro

  4. Notebook und Tablets

    Huawei stellt neues Matebook und Mediapads vor

  5. V30S Thinq

    LG zeigt sein erstes Thinq-Smartphone

  6. MWC

    Nokia erwartet 5G-Netze bereits in diesem Jahr

  7. Incident Response

    Social Engineering funktioniert als Angriffsvektor weiterhin

  8. Börsengang

    AWS-Verzicht spart Dropbox Millionen US-Dollar

  9. LAA

    Nokia und T-Mobile erreichen 1,3 GBit/s mit LTE

  10. Alcatel 1X

    Android-Go-Smartphone mit 2:1-Display kommt für 100 Euro



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Sam's Journey im Test: Ein Kaufgrund für den C64
Sam's Journey im Test
Ein Kaufgrund für den C64
  1. THEC64 Mini C64-Emulator erscheint am 29. März in Deutschland
  2. Sam's Journey Neues Kaufspiel für C64 veröffentlicht

Age of Empires Definitive Edition Test: Trotz neuem Look zu rückständig
Age of Empires Definitive Edition Test
Trotz neuem Look zu rückständig
  1. Echtzeit-Strategie Definitive Edition von Age of Empires hat neuen Termin
  2. Matt Booty Mr. Minecraft wird neuer Spiele-Chef bei Microsoft
  3. Vorschau Spielejahr 2018 Zwischen Kuhstall und knallrümpfigen Krötern

Samsung C27HG70 im Test: Der 144-Hz-HDR-Quantum-Dot-Monitor
Samsung C27HG70 im Test
Der 144-Hz-HDR-Quantum-Dot-Monitor
  1. Volumendisplay US-Forscher lassen Projektion schweben wie in Star Wars
  2. Sieben Touchscreens Nissan Xmotion verwendet Koi als virtuellen Assistenten
  3. CJ791 Samsung stellt gekrümmten Thunderbolt-3-Monitor vor

  1. Re: Das sagt eine Schlange auch

    teenriot* | 16:57

  2. Obszön

    L_Starkiller | 16:53

  3. Re: 11 Jahre Support ...

    budweiser | 16:38

  4. Nur noch mieten?

    xomox | 16:36

  5. Kulturelle Unterschiede

    pica | 16:25


  1. 16:41

  2. 15:30

  3. 15:00

  4. 14:30

  5. 14:18

  6. 14:08

  7. 12:11

  8. 10:28


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel