Como su nombre sugiere, el límite del frío se sitúa en lo que llamamos cero absoluto. Este valor es exactamente 273,15 grados Celsius bajo cero y se toma como el origen de la escala absoluta de temperaturas: la escala Kelvin. Así, el cero absoluto corresponde a cero Kelvin, y los cero grados Celsius a 273,15 Kelvin.
¿Por qué es imposible alcanzar el cero absoluto?
Pero ¿hasta dónde puede llegar esta carrera? La teoría cinética de los gases establece que los procesos térmicos son consecuencia del movimiento microscópico de átomos y moléculas. Según esta teoría, los átomos y moléculas que componen un gas se mueven aleatoriamente y sin cesar en todas direcciones. Mientras que la temperatura es la medida de la agitación promedio de esas moléculas, la presión indica la fuerza que ejercen al rebotar sobre las paredes que las contienen.
Desde el punto de vista de la física clásica, el cero absoluto corresponde al punto en que las moléculas gaseosas no se mueven y, por tanto, no ejercen presión sobre las paredes. Pero la física cuántica –la que gobierna el diminuto mundo de los átomos y las partículas– cambió ese panorama.
Entre las peculiaridades de la física cuántica está el llamado principio de indeterminación de Heisenberg. Esta ley prohíbe que una partícula esté en reposo, ya que entonces se conocerían con absoluta precisión su posición y su velocidad, algo que el principio excluye expresamente. Las sustancias puras en el cero absoluto tienen una energía muy pequeña, sí, pero distinta de cero.
Los trabajos teóricos de Walther Nernst y Max Planck a principios del siglo XX condujeron a otra ley importante: el tercer principio de la termodinámica. Íntimamente ligado con la teoría cuántica, tiene como consecuencia directa que el cero absoluto es inalcanzable.
Pero aunque no sea posible obtenerlo estrictamente, sí es posible acercarse a él mucho. Las técnicas actuales, que usan potentes rayos láser para frenar las moléculas –consiguiendo así que se enfríen–, permiten obtener temperaturas del orden de solo millonésimas de grado por encima del cero absoluto.
Last modified on 2024-05-21