理論的に:
* ゼロ運動エネルギー: 絶対ゼロでは、ガス内のすべての粒子は理論的には速度エネルギーがゼロになります。これは、彼らには動きがなく、可能な限り低いエネルギー状態になることを意味します。
* 最小ボリューム: ガスの体積は、理論的には絶対的な最小値まで縮小します。これは、粒子を離して保つための熱運動がないためです。
* 圧力なし: 粒子間に衝突がないため、ガスは容器に圧力をかけません。
現実:
* 量子効果: 古典物理学における絶対ゼロの概念は、量子レベルで崩壊します。 極端に低い温度では、量子力学が支配的になり、粒子は「ゼロポイントエネルギー」として知られる少量のエネルギーを持つことができます。
* bose-einstein凝縮液: 極端に低い温度では、一部のガスは、Bose-Ainstein Conscensate(BEC)と呼ばれる状態に相転移する可能性があります。 BECでは、原子は個々のアイデンティティを失い、1つの大きな波として振る舞います。
* 実験制限: ハイゼンベルクの不確実性の原則のため、実際には絶対ゼロに達することは不可能です。この原則は、粒子の位置と勢いの両方を完全に精度のあるものの両方を同時に知ることは不可能であると述べています。したがって、完全な停止にガスを持ち込むことは常に不可能です。
結論として、絶対ゼロは興味深い意味を持つ理論的概念ですが、実際に達成することは不可能です。絶対ゼロに非常に近い温度でさえ、量子効果が重要な役割を果たし、ガスの挙動は古典的な熱力学の予測から逸脱します。