Kann es kälter als 0 Kelvin werden?

Kann es kälter als 0 Kelvin werden?

Der absolute Nullpunkt bei 0 Kelvin (-273,15 Grad Celsius) wird allgemein als die tiefstmögliche Temperatur angesehen. Bei dieser Temperatur ruht die Bewegung aller Atome und Moleküle und das System hat die geringste mögliche Energie.

Paradoxerweise ist es jedoch möglich, dass ein System eine negative Kelvin-Temperatur aufweist. Dies wird als “antiinversiver Zustand” bezeichnet. In einem solchen Zustand sind die Atome und Moleküle in einem höheren Energiezustand als bei 0 Kelvin und bewegen sich schneller.

Ein antiinversiver Zustand ist ungewöhnlich und erfordert spezielle Bedingungen, um aufzutreten. Ein Beispiel dafür ist ein System aus Atomen, die mit Lasern manipuliert werden. Indem die Laserenergie auf die Atome gerichtet wird, können die Atome in einen höheren Energiezustand gezwungen werden, was zu einer negativen Kelvin-Temperatur führt.

Es ist wichtig zu beachten, dass ein System mit negativer Kelvin-Temperatur nicht mit herkömmlicher Kälte zu verwechseln ist. Ein System mit negativer Temperatur ist energiereicher und somit “heißer” als jedes System mit einer positiven Temperatur, einschließlich unendlich hoher Temperaturen.

Die Möglichkeit negativer Kelvin-Temperaturen hat theoretische Implikationen für die Physik. Sie weisen darauf hin, dass Temperatur nicht nur ein Maß für Energie ist, sondern auch eine Richtung angibt. Eine positive Temperatur entspricht einer Energiezunahme, während eine negative Temperatur einer Energieabnahme entspricht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es theoretisch möglich ist, dass ein System eine negative Kelvin-Temperatur aufweist, dies jedoch ein exotischer Zustand ist. Negative Kelvin-Temperaturen bedeuten nicht herkömmliche Kälte, sondern einen Zustand mit höherer Energie als bei allen positiven Temperaturen.