Dieser Beitrag ist mir irgendwie entgangen, aber ich denke, es ist ein cooles Thema. (ha! ha!)
Es ist erwähnenswert, dass es Temperaturen unter dem absoluten Nullpunkt gibt, aber sicherlich nichts Kälteres. Ein System mit negativer absoluter Temperatur ist nicht kälter, sondern „heißer“ (sozusagen…) als es bei einer positiven Temperatur wäre. Die Temperatur gibt den Grad an, in dem ein System andere Energiezustände als seinen Grundzustand einnimmt. Alle Systeme haben Energieniveaus, entweder diskret oder kontinuierlich und im Allgemeinen mit unterschiedlichen Energien. Bei positiver Temperatur tendiert ein System zu den niedrigen Energiezuständen, wobei mit zunehmender Temperatur gelegentlich höhere und höhere Niveaus abgetastet werden, aber immer mit einer leichten Präferenz für die niedrigeren Energien. Eine positive, unendliche Temperatur würde zu einer gleichmäßigen Abtastung aller möglichen Energieniveaus führen – die Vorliebe für den niedrigsten Zustand ist unerheblich. Wenn die negative Temperatur von minus unendlich auf endliche negative Werte „abnimmt“, nimmt das System bevorzugt den Zustand mit der höchsten Energie ein, wobei die Abtastung der Zustände mit niedriger Energie abnimmt, bis das System schließlich den negativen absoluten Nullpunkt erreicht – die maximal mögliche Energie.
Natürlich kann eine negative Temperatur nur in Systemen mit einer endlichen Anzahl von Energieniveaus erreicht werden. Unbegrenzte Energie würde die Möglichkeit einer gleichmäßigen Verteilung des Systems auf alle Zustände ausschließen, ebenso wie jede Besetzung des „höchsten“ Zustands (da es keinen höchsten Zustand gibt).
Dies ist ein bekanntes Thema (siehe den Wikipedia-Link oben), aber einige Leute sind damit nicht einverstanden. Es gab vor kurzem eine Abhandlung, in der die Autoren argumentierten, dass alles, was ich Ihnen gerade gesagt habe, entweder eine Fehlinterpretation physikalischer Beweise oder eine grobe falsche Anwendung schlechter Mathematik ist… und als Reaktion darauf haben andere Autoren argumentiert, dass die Argumente der ersteren Abhandlung ungültig sind.
Eine Frage zum Verhalten von Materie in der Nähe des absoluten Nullpunkts wurde erst gestern auf askscience gestellt, die OP vielleicht interessant findet. (Sowie hunderte weitere, falls OP sich langweilt.)
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