Dette indlæg er lidt væk fra mig, men jeg synes, det er et fedt emne. (ha! ha!)
Det er værd at påpege, at der findes temperaturer lavere end nul, men bestemt ikke koldere. I stedet for at være koldere er et system med negativ absolut temperatur “varmere” (sådan set…) end det ville være ved en hvilken som helst positiv temperatur. Temperaturen angiver den grad, i hvilken et system indtager andre energitilstande end grundtilstanden. Alle systemer har energiniveauer, enten diskrete eller kontinuerlige, og generelt med forskellige energier. Ved positiv temperatur tenderer et system mod de lave energitilstande, idet det lejlighedsvis sampler højere og højere niveauer, efterhånden som temperaturen stiger, men altid med en svag præference for de lavere energier. En positiv uendelig temperatur vil medføre en ensartet prøveudtagning af alle mulige energiniveauer – præferencen for den laveste tilstand er uvæsentlig. Når man så går over til negativ uendelig temperatur, skifter præferencen fra lav-energitilstande til høj-energitilstande, så efterhånden som den negative temperatur “falder” fra minus uendelig til endeligt negative værdier, vil systemet fortrinsvis indtage den højeste-energitilstand, idet sampling af lav-energitilstande aftager i effekt, indtil systemet til sidst når negativ absolut nul – den maksimalt mulige energi.
Naturligvis kan negativ temperatur kun opnås i systemer med et endeligt antal energiniveauer. Ubegrænset energi ville udelukke muligheden for en ligelig fordeling af systemet mellem alle tilstande, samt enhver besættelse af den “højeste” tilstand (da der ikke findes nogen højeste tilstand).
Dette er et velkendt emne (se Wikipedia-linket ovenfor), men nogle mennesker er utilpas ved det. Der var for nylig en artikel, hvor forfatterne argumenterede for, at alt det, jeg lige har fortalt dig, enten er en fejlfortolkning af fysiske beviser eller en grov fejlanvendelse af dårlig matematik … og som svar har andre forfattere argumenteret for, at argumenterne i den førstnævnte artikel er ugyldige.
Et spørgsmål om materiens opførsel nær det absolutte nulpunkt var på askscience så sent som i går, som OP måske finder interessant. (Samt hundredvis af andre, hvis OP keder sig.)
redigér: et ord