Negativ temperatur

I fysikk kan visse system oppnå negative temperatur. Det vil seie at den termodynamiske temperaturen kan få negative verdiar. Negative temperaturar vert uttrykt som negative tal på kelvinskalaen.

Temperaturar som vert uttrykt med negative tal på dei vanlege Celsius- eller Fahrenheit-skalaene er rett og slett berre kaldare enn nullpunktet til desse skalaene. Eit system med verkeleg negativ temperatur er ikkje kaldare enn absolutt null, men eit system med ein negativ temperatur er varmare enn det same systemet med ein uendeleg høg temperatur.

Varme- og molekylær energifordeling

Negative temperaturar kan berre eksistere i system der ein har avgrensa tal på energinivå. Når temperaturen aukar i eit slikt system flyttar partiklane seg mot høgare og høgare energinivå og når temperaturen vert uendeleg vert talet på partiklar i dei lågare energinivåa og dei høgare energinivåa lik. Dette er ein konsekvens av definisjonen på temperatur i statistisk mekanikk for system med avgrensa nivå. Ved å tilføre meir energi i desse systema på riktig måte, er det mogeleg å lage eit system der det finst fleire partiklar i dei høgare energinivåa enn dei lågare energinivåa. I ein slik situasjon kan ein ha negativ temperatur. Eit stoff med negativ temperatur er ikkje kaldare enn absolutt null, men heller varmare enn ein uendeleg høg temperatur. Kittel og Kroemer (s. 462) har skrive «Temperaturskalane frå kald til varm går frå 0 K, ... , +300 K, ... , +∞ K, −∞ K, ... , −300 K, ... , −0 K.»

Kjelder

• Denne artikkelen bygger på «Negative temperature» frå Wikipedia på engelsk, den 20. februar 2008.
  • Wikipedia på engelsk oppgav desse kjeldene:
• Charles Kittel og Herbert Kroemer (1980). Thermal Physics (2nd ed.). W. H. Freeman Company. ISBN 0-7167-1088-9. 
• Jack Castle, Jr., Werner Emmerich, Robert Heikes, Robert Miller og John Rayne (1965). Science by degrees: Temperature from Zero to Zero. a Westinghouse Search Book by Walker and Company, New York.  CS1 maint: Multiple names: authors list (link)
• David C. Montgomery (10. april 1972). «Two-dimensional vortex motion and “negative temperatures”». Physics Letters A 39 (1): 7-8. doi:10.1016/0375-9601(72)90302-7. 
• Samuel F. Edwards og J. Bryan Taylor (5. februar 1974). «Negative Temperature States of Two-Dimensional Plasmas and Vortex Fluids». Proceedings of the Royal Society of London, Series A, Mathematical and Physical Sciences 336 (1606): 257-271. 
• Wenyue Hsu og Richard Barakat (15. september 1992). «Statistics and thermodynamics of luminescent radiation». Physical Review B 46 (11): 6760-6767. doi:0.1103/PhysRevB.46.6760.