Υπάρχουν σωματίδια χωρίς κινητική ενέργεια;

Στην κλασσική φυσική, σύμφωνα με το θεώρημα εξισορρόπησης, όλα τα σωματίδια έχουν μη μηδενική κινητική ενέργεια σε μηδενική θερμοκρασία.

Στην κβαντική φυσική, τα σωματίδια μπορούν πράγματι να έχουν μηδενική κινητική ενέργεια. Ένα παράδειγμα είναι ένα σωματίδιο σε μια δεσμευμένη κατάσταση, όπως ένα ηλεκτρόνιο σε ένα άτομο. Όταν το σωματίδιο βρίσκεται στη χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση, γνωστή ως κατάσταση εδάφους, η κινητική του ενέργεια είναι μηδενική. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αρχή της αβεβαιότητας δηλώνει ότι το προϊόν της αβεβαιότητας στη θέση και η αβεβαιότητα της ορμής δεν μπορεί να είναι μικρότερο από μια ορισμένη αξία. Στην κατάσταση του εδάφους, η αβεβαιότητα στη θέση είναι ελαχιστοποιείται, οπότε η αβεβαιότητα στην ορμή πρέπει να μεγιστοποιηθεί. Αυτό σημαίνει ότι το σωματίδιο δεν μπορεί να έχει μια σαφώς καθορισμένη ορμή και επομένως η κινητική του ενέργεια είναι μηδενική.

Ένα άλλο παράδειγμα σωματιδίων με μηδενική κινητική ενέργεια είναι το συμπύκνωμα Bose-Einstein (BEC). Το BEC είναι μια κατάσταση ύλης που συμβαίνει όταν ένα αέριο των αγωικών ατόμων ψύχθηκε σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Σε αυτές τις θερμοκρασίες, τα άτομα χάνουν την ατομικότητά τους και συμπεριφέρονται ως μία μόνο μακροσκοπική λειτουργία κύματος. Το συμπύκνωμα έχει μηδενική κινητική ενέργεια επειδή όλα τα άτομα βρίσκονται στην ίδια κβαντική κατάσταση.