熱と温度 超低温・絶対零度の世界 パート3 絶対零度の世界 パート1.常温の世界

このコンテンツは(株)ワオ・コーポレーションが制作したJST(独立行政法人科学技術振興機構)「理科ねっとわーく」のコンテンツです。

物質を暖めたり冷やしたり、あるいは、圧縮したり膨張させたりすると、その物質はどのように変化するのでしょうか。

パート1.常温の世界 ・・・12月の特集
パート2.超低温(ちょうていおん)の世界 ・・・1月の特集
パート3.絶対零度(ぜったいれいど)の世界 ・・・2月の特集

の3回に分けて、異なる温度での物質のようすを取り上げます。
今回はシリーズ3回目で、超低温よりさらに低い絶対零度(-273℃)という特殊な温度での物質の状態の変化を、大阪市立大学大学院 超低温物理学研究室の畑徹教授にご協力をいただいて行った実験を紹介します。

パート3 .絶対零度の世界

物質は、分子という小さなつぶでできています。分子は温度が高いと激しく運動し、温度が低いと緩やかになります。温度を低くしていくと分子の運動は小さくなります。 すべて運動が止まる温度を絶対零度(-273℃)といいます。

絶対零度付近でのヘリウム分子の運動

 絶対零度(-273℃)付近でのヘリウム分子の運動をコンピュータグラフィックで確認します。

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電気抵抗ゼロ

超伝導(電気抵抗ゼロ) 超伝導(電気抵抗ゼロ)

 銅線と超伝導線(ちょうでんどうせん)に電気を流しながら、絶対零度付近まで冷やしていきます。
 このとき、電気の流れがゼロになるしくみをコンピュータグラフィックで説明します。

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マイスナー効果とピン止め効果

超伝導(磁石) 超伝導(マイスナー効果とピン止め効果)

 液体窒素(-195.8℃)で冷却された超伝導体(ちょうでんどうたい)の上に磁石を置くと浮いたり、磁石を持ち上げると超伝導体も一緒に持ち上げられます。
 この現象をコンピュータグラフィックで説明します。

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超流動(ちょうりゅうどう)状態

超流動 超流動現象

 ヘリウムは、常温では気体です。これを−271℃以下に冷やすと液体になります。この液体を容器に入れると、容器の壁を流れて出たり、入ってきたりします。
 このようすについてコンピュータグラフィックで説明します。

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超熱伝導(ちょうねつでんどう)状態

超熱伝導

 -260℃に冷やした液体ヘリウムの中に高温の熱源を入れて沸とうさせます。そして、-271℃以下に冷やすと沸とうのようすは変化します。
 この沸とうのようすについてコンピュータグラフィックで説明します。

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畑徹教授のインタビュー(大阪市立大学大学院/超低温物理学研究室)

インタビュー映像

 超低温研究の最先端で活躍されている研究者のインタビュー映像。
 今回の実験、解説の指導にご協力いただいております。

パート1.常温の世界 ・・・12月の特集
パート2.超低温(ちょうていおん)の世界 ・・・1月の特集
パート3.絶対零度(ぜったいれいど)の世界 ・・・2月の特集

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