Le zéro absolu est un point de référence important en physique, notamment en thermodynamique et en physique quantique. Sa découverte et sa compréhension ont conduit à des avancées significatives dans ces domaines et ont permis de mieux comprendre le comportement de la matière à des températures extrêmement basses.

Qu’est-ce que le zéro absolu ?

Le zéro absolu est une température théorique la plus basse possible, correspondant à une température de zéro kelvin (0 K) ou -273,15 degrés Celsius.

Un peu d’histoire

L’histoire du zéro absolu remonte au XVIIe siècle lorsque les scientifiques ont commencé à étudier la température et la chaleur.

En 1702, le physicien français Guillaume Amontons a établi une échelle de température basée sur la pression d’un gaz.

Cependant, c’est en 1848 que Lord Kelvin, un physicien britannique, a introduit l’idée de l’existence d’une température la plus basse possible, à savoir le zéro absolu.

Kelvin a utilisé les lois de la thermodynamique pour démontrer que cette température théorique était atteinte lorsque toute l’énergie thermique était retirée de la matière.

Il a également proposé une échelle de température qui débutait au zéro absolu, connue aujourd’hui sous le nom d’échelle de température Kelvin.

Au cours des décennies suivantes, les scientifiques ont travaillé à mesurer la température la plus basse possible et à s’approcher du zéro absolu.

En 1908, un physicien hollandais du nom de Heike Kamerlingh Onnes a réussi à atteindre une température de seulement 0,5 K, établissant ainsi un nouveau record pour la température la plus basse jamais atteinte à l’époque.

En utilisant des techniques avancées telles que la cryogénie et la réfrigération, les scientifiques ont continué à se rapprocher du zéro absolu au cours du XXe siècle.

Que se passe-t-il lorsque le zéro absolu est atteint ?

Lorsque le zéro absolu est atteint, toutes les molécules d’un corps sont complètement immobiles car elles ne possèdent plus d’énergie thermique.

À cette température, la matière est dans un état appelé « condensat de Bose-Einstein » qui est une forme d’état quantique de la matière où toutes les particules se comportent comme un seul objet quantique.

À cette température extrêmement basse, les propriétés physiques de la matière changent de manière significative. Par exemple, les métaux peuvent devenir supraconducteurs, c’est-à-dire qu’ils peuvent conduire l’électricité sans aucune résistance, tandis que certains liquides peuvent devenir superfluides, c’est-à-dire qu’ils peuvent s’écouler sans aucune viscosité.

Cependant, atteindre le zéro absolu est impossible en pratique, car il faudrait extraire toute l’énergie thermique d’un système physique, ce qui est physiquement impossible. Les scientifiques peuvent s’approcher du zéro absolu en utilisant des techniques de réfrigération et de cryogénie pour refroidir les objets à des températures extrêmement basses, proches du zéro absolu.

Des températures très proches du zéro absolu ont été atteintes en laboratoire, mais jamais atteintes complètement, car il est impossible d’extraire toute l’énergie thermique de la matière.