문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 절대영도 (문단 편집) == 음의 절대온도? == 결론부터 말하면 온도의 정의상 가능하다. [[http://www.sciencetimes.co.kr/?news=%EC%A0%88%EB%8C%80-%EC%98%81%EB%8F%84%EB%B3%B4%EB%8B%A4-%EB%8D%94-%EB%82%AE%EC%9D%80-%EC%98%A8%EB%8F%84%EA%B0%80-%EC%9E%88%EB%8B%A4|#]] [[켈빈]] 단위로 표기한 온도 자체는 음수로 나타나지만, 일반적으로 생각하는 온도의 개념과는 다르게 보아야 하며, 오히려 절대 영도보다 높은 에너지 상태를 가지는 온도를 말한다. 준위의 수가 실질적으로 유한하게 된 계(예: 극저온으로 냉각된 고체 LiF 속의 F핵)에서는 [[열역학]] 제3법칙을 우회하여 음수의 온도([math(T<\rm0\,K)])를 나타내게 할 수 있다. 이는 우회라기보다는 [[엔트로피]]의 정의상 당연한 일일 수가 있는데, 이런 현상을 [[http://cryo.gsfc.nasa.gov/introduction/neg_Kelvin.html|음의 절대온도]](Negative Absolute Temperature; NAT)라고 한다. 결정적으로 이게 절대영도보다 차가운 상태냐 하면 절대 아니며, 오히려 '''매우 뜨거운 상태'''를 나타낸다. 이론적으로 설명하면 다음과 같다. 일반적인 계는 엔트로피에 상한선이 없기 때문에 '최대 엔트로피'라는 개념이 존재하지 않지만, 특수한 핵스핀 고립계에서는 계가 취할 수 있는 에너지 준위의 최댓값이 존재하기 때문에 엔트로피에 상한선이 존재한다. 이를테면 수많은 자기 모멘트의 업/다운을 지닌 [[입자]]들로 구성된 계를 생각해 보자. 여기에 위쪽 방향으로 자기장을 걸어 주면, [math(T\to\rm+0\,K)]일 때 모든 입자가 위쪽 방향으로 정렬된다. [math(T)]가 높아질수록 입자의 요동이 커지기 때문에 아래쪽 모멘트를 지닌 입자들의 비율이 점점 커지고, 그것이 [math(\dfrac12)]인 경우가(접근 가능 상태 수가 최다이므로) [math(T = +\infty)]가 된다. 그런데 이 상태에서 에너지를 과공급하게 되면, 아래 방향 모멘트를 지닌 입자의 비율이 더 늘어날 수가 있다. 이때는 점점 접근 가능 상태 수가 줄어들기 때문에 [math(\Delta S<\rm0\,J/K)]이다. 흔히들 엔트로피의 정의라고 알고 있는 [math({\rm d}S = \dfrac{\delta Q_{\rm rev}}T)]는 사실 [[엔트로피]]가 아니라 '''[[온도]]의 정의''', 즉 [math(T = \dfrac{\delta Q_{\rm rev}}{{\rm d}S})][* 열역학적으로 온도보다 엔트로피가 더 본질적인 물리량이며 엔트로피를 통해 온도가 정의되는 것이다.]이고, 따라서 '에너지 증가, 엔트로피 감소'라는 예제의 상황에서 이때의 온도는 음수가 된다. 그리고 '''실제로 모든 입자들은 마치 온도가 음수가 된 듯한 계처럼 행동한다'''. 즉, 입자들은 낮은 온도에서 에너지가 높은 쪽으로 집중되며 높은 온도에서 확산되는 경향을 띤다. 그리고 모든 입자가 아래 방향 모멘트로 정렬되면, 이때가 [math(T\to-0\rm\,K)]이다. '[[온도계]]'처럼 한 줄로 표시한다면 다음과 같다. || [math(T/{\rm K}: \rm +0 \rightarrow \pm \infty \rightarrow -0)] || 양끝에 [math(0)]이 배치되고 중간에 [math(\pm\infty)]로 발산하는 수직선은 마치 계수의 부호가 [math(0)]보다 작은 반비례 그래프, 이를테면 [math(y=-\dfrac1x~(x>0))]를 연상케 한다. 이러한 특성이 일반적인 우리의 직관과 괴리가 있기 때문에 [[통계역학]]에서는 [[역온도]] [math(\beta = \dfrac1{k_{\rm B}T})]라는 개념을 도입하는데[* [math(\beta=\dfrac1{k_{\rm B}T})]라는 정의에서 알 수 있듯이 [[A라고 쓰고 B라고 읽는다|이름은 역'온도'지만 볼츠만 상수 [math(k_{\rm B})]로 나눠져있기 때문에 결과적으로 에너지의 역수 차원, 즉 단위가 [math(\rm J^{-1})]이다]].] 이 물리량을 쓰게 되면 위의 수직선은 다음과 같이 선형적인 꼴로 나타난다. || [math(\beta\,{\rm J}: +\infty \rightarrow 0 \rightarrow -\infty)] || 그래서 [[역온도]]가 [[절대온도]]보다 훨씬 더 본질적인 물리량이라고 주장하는 경우도 있다. 자세한 것은 [[역온도]] 문서로. [[오버플로|결과적으로 음의 절대온도는 오히려 그 어떤 양의 절대온도보다도 훨씬 뜨거운, '''아주 엄청나게 높은 온도'''가 된다.]] 또한 동일한 논문에서 실험적으로 도달한 [[A라고 쓰고 B라고 읽는다|최저(라 쓰고 최고라 읽는)]] [[온도]]는 [math(\rm-750\,pK = -7.5\times10^{-10}\,K)]이다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기