Is er geluid op het absolute nulpunt?

by | jul 13, 2020 | Natuurkunde, Onderwijs

Vraag

Bij het absolute nulpunt (0 graden kelvin, -273,15 °C) staan alle atomen nagenoeg stil. Is er dan nog geluid of enige beweging mogelijk? Of is er dan alleen nog maar beweging inwendig, in het atoom?

Antwoord

Bij het absolute nulpunt is, volgens de klassieke mechanica, geen beweging van atomen. Dat komt omdat bij die temperatuur de atomen zo dicht als mogelijk op elkaar gepakt zitten. Ze kunnen daardoor niet meer ten opzichte van elkaar bewegen. Volgens de kwantummechanica is er dan nog wel een trilling mogelijk, binnen het atoom (de zogenaamde nulpuntsbeweging). Het volgende gedachtenexperiment geeft wat meer duidelijkheid: geluid kun je zien als een trilling, een vorm van energie. Zodra je een geluidsgolf door een systeem van 0 kelvin stuurt, voegt het energie toe aan het systeem, waardoor het niet meer op 0 kelvin zit. Er is dan wel geluid mogelijk, maar dat zal maar héél zacht zijn omdat de beweging tussen de atomen héél klein is. Als je in een lab de temperatuur op het absolute nulpunt zou weten te houden, kunnen de atomen niet gaan trillen en zal er geen geluid zijn. Het is overigens onmogelijk om het absolute nulpunt te bereiken, maar men kan wel heel dichtbij komen.

Dit artikel is met toestemming overgenomen uit Weet Magazine. De volledige bronvermelding luidt: Heugten, G.J.H.A., 2017, Is er geluid op het absolute nulpunt?, Weet 44: 50.

M
"

Artikelen

Artikelen