Wie hoch ist die höchste Temperatur die vom Menschen erzeugt wurde?

Auf der CERN-Webseite findet sich:

''The hottest spots in the galaxy, but even colder than outer space.

The LHC is a machine of extreme hot and cold. When two beams of protons collide, they will generate temperatures more than 100 000 times hotter than the heart of the Sun, concentrated within a minuscule space. By contrast, the 'cryogenic distribution system', which circulates superfluid helium around the accelerator ring, keeps the LHC at a super cool temperature of -271.3°C (1.9 K) – even colder than outer space!''

Der Beschleuniger ist geplant für eine kinetische Energie von

E = 7 TeV

E = 7 * 10^12 eV

pro Nukleon in einer Strahl-Strahl Kollision. Bei der Kollision wird die kinetische Energie in innere Energie des entstehenden Plasmas umgesetzt (abzüglich Verluste, zum Beispiel durch Strahlung).

Der Zusammenhang zwischen Energie eines Teilchens E und seiner Temperatur im thermischen Gleichgewicht ist

E = (f/2) k T

wobei f die Anzahl der Freiheitsgerade ist, über die die Energie verteilt ist. In der Gleichung ist

k = 1,380650 * 10^-23 J/K

k = 8,617343 * 10^-5 eV/K

die Boltzmann-Konstante.

Die Temperatur aus der Energie sehr grob abgeschätzt: Verteilt sich die Energie E auf drei Freiheitsgerade und drei Quarks pro Nukleon, dann ist

T = E /( 2 k )

T = 4 * 10^16 K

Im Zentrum der Sonne sind es nur 1,4 * 10^7 K. [3] Nach dem Zitat aus Cern-Webseite wäre das 10^12 K bei den Kollisionen in LHC. Der LHC arbeitet zurzeit mit halber Energie. Rund 10^11 Kelvin sollten demnach erreicht werden. Das sind 100 Milliarden Grad Celsius.

Bei der Explosion einer Atombombe herrscht im Inneren eine temperatur von 510 Mio.C°. Wie das herausgefunden wurde wäre eine sehr interessante Frage. Das ist aber ein Extremfall. Die höchste chemisch erreichbare Temperatur erhält man bei der Verbrennung von Zirconiumpulver in reinem Sauerstoff (4660°C). Ob es noch weiter nach oben geht ist noch offen...

"Um den Prozess in Gang zu bringen, müssen in das viele Kubikmeter große, fast völlig evakuierte Reaktionsgefäß einige Gramm Deuterium-Tritium-Gasgemisch eingelassen und dann „von außen“ zu einem Plasma von etwa 100 Millionen Grad aufgeheizt werden."

Heiß genug? ... :D

Nach oben hin gibt es theoretisch keine Grenze. Allerdings ist die Energie des Universums, nach heutigen Verständniss, begrenzt. Dies auch die einzige Grenze.

In Gegensatz zu der tiefsten Temperatur: -273,13 °C weniger geht nicht ...