Les lois de la thermodynamique dictent que l’entropie d’un système augmente toujours avec le temps. Cela signifie que l’énergie dans un système a tendance à se disperser et à être distribuée plus uniformément. À mesure que la température d’un système diminue, l’entropie diminue également, puisque l’énergie devient plus concentrée. Cependant, au zéro absolu, l’entropie atteint sa valeur la plus basse possible et aucune énergie supplémentaire ne peut être retirée du système.
Ce concept est également lié au principe d'incertitude de Heisenberg, qui stipule qu'il est impossible de connaître à la fois la position exacte et l'impulsion d'une particule. Au zéro absolu, l’impulsion des particules d’un système est parfaitement connue, puisqu’elles sont toutes dans leur état d’énergie le plus bas et ne bougent pas. Cependant, cela signifie également que leurs positions deviennent totalement incertaines, rendant impossible leur localisation précise.
Par conséquent, le zéro absolu représente un état d’ordre maximum et d’énergie minimale, où tout mouvement thermique a cessé et où les particules d’un système sont dans leur configuration la plus stable. C’est pourquoi elle est considérée comme la température la plus basse possible et la limite ultime du froid.
