¿Pueden los protones alcanzar 0 Kelvin?

La temperatura es lo que llamamos una propiedad emergente. Ninguna partícula individual lo tiene, pero muchas partículas juntas sí.

Temperaturas para partículas con masa

Considere muchas partículas con energía cinética. La energía cinética de cada partícula es relativa al movimiento de un observador. Pero el impulso de todas estas partículas puede apuntar en una dirección diferente.

Cuando el observador se mueve con el centro gravitacional de estas partículas, la energía cinética promedio que medirá es lo que asignamos a Temperatura:

T = [2 / (3k)] * KEavg (k = constante de Boltzmann, KEavg = energía cinética promedio)

Temperaturas para fotones

La confusión proviene probablemente del CMB. ¿Por qué atribuimos una temperatura al CMB? Esto se debe a que las frecuencias de sus fotones corresponden a la radiación de un cuerpo negro con una temperatura específica. Necesita todos los fotones para crear el patrón de radiación del cuerpo negro, por lo que el CMB tiene una temperatura, los fotones solo tienen una frecuencia individual.

Esta radiación de cuerpo negro también es de donde proviene la temperatura de color del concepto.

La temperatura en su mayoría no significa mucho para partículas individuales. ¿Estás hablando de algo realmente extraño como un gas de protones libres? ¿Contenido en qué? No estoy siendo al azar incrédulo aquí. No puedo pensar en una forma de contenerlos que no interactúen con la carga, y eso significaría una interferencia masiva con los modelos normales de “gas ideal” de la distribución de velocidades, y dificultaría mucho justificar la aplicación de definiciones normales de temperatura.

No creo que haya una forma útil de encontrar un significado en la pregunta.

La temperatura es una consecuencia de la fuerza electro-débil que interactúa con la materia a través de colisiones de electrones / fotones. Mientras que los nucleones están gobernados por la fuerza nuclear fuerte y, por lo tanto, en realidad no tienen ninguna “temperatura”.

Los nucleones representan aproximadamente el 99.95% de la masa de un átomo y, por lo tanto, contienen casi toda su energía cinética y su capacidad de interactuar con la gravedad, mientras que las interacciones químicas que capturan y liberan “calor”, por otro lado, son completamente del dominio de electrones