Όλη η μοριακή κίνηση παύει στο 0 Kelvin γιατί;
Η ιδέα ότι η μοριακή κίνηση παύει πλήρως στο Absolute Zero σχετίζεται με την κλασσική μηχανική και την έννοια της θερμικής κίνησης. Σύμφωνα με την κλασσική φυσική, καθώς η θερμοκρασία πλησιάζει το μηδέν, η κινητική ενέργεια των σωματιδίων μειώνεται και η κίνηση τους επιβραδύνεται. Ωστόσο, η κβαντική μηχανική εισάγει την έννοια της ενέργειας μηδενικού σημείου, η οποία δηλώνει ότι ακόμη και στο απόλυτο μηδέν, τα σωματίδια έχουν μη μηδενική ποσότητα ενέργειας λόγω της κβαντικής μηχανικής τους.
Στην κβαντική μηχανική, τα σωματίδια δεν περιορίζονται σε συγκεκριμένες τροχιές και η συμπεριφορά τους διέπεται από τις λειτουργίες των κυμάτων. Στο απόλυτο μηδέν, τα σωματίδια σε ένα σύστημα καταλαμβάνουν το επίπεδο ενεργειακής κατάστασης εδάφους, το οποίο έχει μη μηδενική ενέργεια. Αυτό σημαίνει ότι ακόμη και σε απόλυτο μηδέν, τα σωματίδια δονείται και διαθέτουν κβαντικές μηχανικές διακυμάνσεις.
Αυτές οι κβαντικές διακυμάνσεις ή οι δονήσεις μηδενικού σημείου είναι ιδιαίτερα σημαντικές σε συστήματα με σωματίδια φωτός, όπως ηλεκτρόνια ή άτομα ηλίου. Αυτά τα σωματίδια έχουν υψηλότερες ενέργειες μηδενικού σημείου σε σύγκριση με βαρύτερα σωματίδια και συνεχίζουν να παρουσιάζουν κάποια κίνηση στο απόλυτο μηδέν.
Επιπλέον, η έννοια του απόλυτου μηδέν είναι μια εξιδανικευμένη κατάσταση που είναι δύσκολο να επιτευχθεί πειραματικά λόγω της επίδρασης εξωτερικών παραγόντων όπως ηλεκτρομαγνητικά πεδία και αλληλεπιδράσεις με γειτονικά σωματίδια. Στην πράξη, η επίτευξη εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών κοντά στο απόλυτο μηδέν είναι προκλητική και οι επιπτώσεις της κβαντικής μηχανικής γίνονται πιο έντονες σε τέτοιες συνθήκες.
Συνοπτικά, ενώ η μοριακή κίνηση επιβραδύνεται σημαντικά καθώς η θερμοκρασία προσεγγίζει το απόλυτο μηδέν, δεν σταματά πλήρως. Τα κβαντικά μηχανικά αποτελέσματα και η ενέργεια μηδενικού σημείου εξασφαλίζουν ότι τα σωματίδια συνεχίζουν να εμφανίζουν διακυμάνσεις και κίνηση ακόμη και στη χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία.
