1. Mouvement moléculaire :Au zéro absolu, l’énergie cinétique des molécules approche sa valeur la plus basse possible. Les molécules perdent presque tous leurs mouvements vibratoires, rotationnels et translationnels. En conséquence, le mouvement moléculaire cesse et la matière atteint un état appelé dégénérescence quantique.
2. États quantiques :Au zéro absolu, les molécules occupent leurs états quantiques les plus bas possibles. Les effets quantiques deviennent dominants et les particules, comme les électrons, suivent des règles strictes de la mécanique quantique. Les niveaux d'énergie moléculaire sont à leur minimum et les orbitales moléculaires sont occupées de manière spécifique et ordonnée.
3. Entropie réduite :L'entropie, une mesure du désordre dans un système, atteint son minimum absolu à température nulle. Cela signifie que les molécules forment une structure hautement ordonnée et organisée. Les vibrations et rotations moléculaires ne contribuent à aucune entropie, ce qui donne un arrangement cristallin parfait.
4. Supraconductivité et superfluidité :Certains matériaux présentent des propriétés particulières lorsqu'ils sont refroidis à des températures extrêmement basses. Par exemple, certains métaux deviennent supraconducteurs, perdant toute résistance électrique, tandis que certains liquides deviennent superfluides, affichant un écoulement sans friction et une viscosité nulle.
5. Implications thermodynamiques :La troisième loi de la thermodynamique stipule que lorsque la température s'approche du zéro absolu, l'entropie d'une substance cristalline pure atteint zéro. Cela a des implications pour divers calculs thermodynamiques et interprétations du comportement moléculaire à des températures ultra-basses.
Bien qu’il soit théoriquement possible d’atteindre le zéro absolu, en pratique, cela est incroyablement difficile à réaliser, et seules des quantités infimes de certains matériaux ont été refroidies à des températures aussi extrêmes à des fins expérimentales. La plupart des applications du monde réel, telles que l’informatique quantique et la physique de la matière condensée, visent à atteindre quelques millièmes de degré au-dessus du zéro absolu.
