Tal vez, pero es increíblemente improbable en un sentido realista en el que se pueda demostrar que el sistema está en cero absoluto.
El concepto de temperatura solo es significativo para un sistema compuesto por un número mínimo de partículas. No estoy seguro de cuál es el límite entre muy pocas partículas y suficientes partículas, pero considere la posibilidad de que un sistema de 100 partículas interactuantes tenga suficientes partículas para ser un sistema termodinámico significativo.
La pregunta entonces es: “¿Podría un sistema de 100 o más partículas interactuando alcanzar una configuración en la que cada partícula tenga la energía mínima posible basada en la mecánica cuántica?” Esto a veces se llama “energía de punto cero”.
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Primero enfríelo hasta posiblemente una millonésima parte de K. Luego, la partícula promedio en el sistema tiene un múltiplo de la energía del punto cero. De hecho, este múltiplo podría calcularse para una temperatura determinada, pero me llevaría demasiado tiempo descubrir cómo hacerlo para que valga la pena. Digamos que, según nuestros mejores enfoques para enfriar, la partícula promedio podría tener una energía cinética de 10 veces la energía del punto cero.
Desde aquí podríamos jugar un juego de probabilidad que no funciona del todo pero que puede ser instructivo.
Al azar, se podría esperar que cualquier partícula dada en el sistema pierda toda la energía excepto la energía del punto cero. Ingenuamente, uno podría pensar que con diez veces esta energía mínima, la probabilidad sería uno de cada diez, pero es mucho menor que eso. La distribución de las energías de partículas en un sistema cerca del equilibrio tiende a alcanzar su punto máximo cerca de la energía promedio con energías más altas y más bajas que tienen probabilidades progresivamente más bajas a medida que se desvían del promedio.
Nuevamente evitando el cálculo de QM, solo tomaré esta probabilidad como uno de cada 100.
Imagina que cada partícula podría alcanzar este estado de energía de punto cero independientemente de las demás. Claramente, eso no es cierto, ya que las partículas dentro de un sistema termodinámico intercambian energía continuamente, pero esta suposición falsa permitirá producir un límite definido en las probabilidades.
¿Cuál es la probabilidad de que ocurra algo que involucra 100 objetos, cada uno con una probabilidad de 1 en 100 para lograr algo? Es simplemente 1 de cada 100 a la centésima potencia. Eso es [10 ^ –2] ^ 100 = 10 ^ -200.
Un problema adicional es que incluso si esto sucediera, solo duraría una pequeña fracción de segundo. Tan pronto como la cantidad más pequeña de energía interactúa con el sistema, ya no estaría en cero absoluto, y tales cuantos están en todas partes en un universo, no en cero absoluto.
Además, cualquier intento de mostrar que el sistema está en cero absoluto le agregaría energía en el instante de la medición y no podría mostrar que el sistema estaba en cero absoluto.
En resumen, al usar un argumento relativamente simple que garantiza una probabilidad astronómicamente demasiado alta en un conjunto mínimo de partículas, obtenemos una probabilidad de 1 en 10 ^ 200. Este estado increíblemente improbable duraría una pequeña fracción de una billonésima de segundo, e incluso si sucediera, no se puede demostrar que haya sucedido.
Por supuesto, dado un tiempo infinito, es al menos concebible que todo el universo pueda acercarse a una temperatura de cero absoluto, pero mucho antes de que eso suceda, no importaría.
