Divulgación Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

[john500]

Hola todos

Recien estube viendo conceptos que explican porque no se puede llegar al cero absoluto.
Vi dos respuestas por las cuales es imposible alcanzar -273 C.

1- No se puede alcanzar porque el principio de incertidumbre se romperia si las moleculas no estubiesen moviendose.
2- Porque no puede haber masa en reposo porque si no no existiria, algo haci. que no se podia dar el caso donde no hubiera energia. Algo asi.

En fin, quiero saber cual es la correcta o si ninguna aganmelo saber.
GraciaS

[jfnp]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Hola,

Ambas razones son realmente la misma: en la Naturaleza, se debe cumplir el principio de incertidumbre siempre. La primera razón es la versión posición-momento de este principio, y la segunda, la versión energía-tiempo.

En el primer caso, si la incertidumbre en la posición de un átomo o molécula fuese cero, al no "moverse" en absoluto, no se cumpliría el principio de incertidumbre.
En el segundo caso, si la incertidumbre en el valor de la energía de un átomo o molécula fuese cero, al poseer dicho átomo o molécula sólo la energía de su masa en reposo, tampoco se cumpliría el principio de incertidumbre.

Saludos,

[john500]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

aaah, entiendi la relacion posicion-momento pero no la de energia - tiempo? como es esa relacion?

[jfnp]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Hola,

Pues de la misma forma que la de posición-momento: $\Delta E \Delta t \geq \frac{\hbar}{2}$

Saludos,

[john500]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Pero porque no puede una molecula tener la energia de su masa en reposo?

[jfnp]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Porque entonces la incertidumbre en su energía sería nula, $\Delta E = 0$, y no podría cumplirse la relación de indeterminación.

[Avicarlos]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Otra manera de verlo, es que para obtener el cero absoluto, que es la anulación de la energía del elemento en cuestión, se precisaría una energía infinita.
Si existe energía infinita, aún no lo sabemos con certeza.
La posibilidad pues de anular la temperatura de las partículas, es pues presumiblemente incierta. Por la física que conocemos, totalmente imposible.

Saludos de Avicarlos.

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Otra manera de verlo, es que para obtener el cero absoluto, que es la anulación de la energía del elemento en cuestión, se precisaría una energía infinita.
Si existe energía infinita, aún no lo sabemos con certeza.
La posibilidad pues de anular la temperatura de las partículas, es pues presumiblemente incierta. Por la física que conocemos, totalmente imposible.

Saludos de Avicarlos.

[jfnp]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Avicarlos, no entiendo tu respuesta...

[Avicarlos]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

La Nada, no existe. Esto es un axioma. Si quieres anular la energía, a la materia, debes llevarte su energía para dejarla a ella sin. Y ambas están relacionadas por la E= m*c^2
O sea que como mínimo necesitas c^2 veces la energía de la partícula másica, pues para anular la energía la ecuación sería 0 / c^2 = m

Una energía nula dividida por un número positivo elevado sigue siendo nula. Y esto te dice que si no es posible la Nada, no es posible la nulidad ni de la energía, ni de la masa.

Saludos de Avicarlos.

[Weip]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Pero Avicarlos, la masa sí puede ser nula, la luz por ejemplo no tiene masa.

Lo de la indeterminación de la energía y del tiempo es un poco más difícil de imaginar, pero la explicación es la misma con la de la posición y el momento. Si tu quieres medir la energía de un sistema con una incertidumbre $\Delta E$ tardarás un intervalo de tiempo $\Delta t$ de almenos $\dst\frac{\hbar}{2\Delta E}$. No hay más. Insisto, es lo mismo que para la posición y el momento. Así es como me lo explicaron a mí.

Espero haberte ayudado.

[john500]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Entonces no puede haber una particula con masa, que este estatica? y se puede un foton (sin masa) que este estatico?

[jfnp]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Los fotones siempre se mueven (en el vacío) a la velocidad de la luz, c.

Las partículas con masa, como ya hemos comentado, no pueden estar total y absolutamente en reposo (siempre vibrarán, rotarán, se desplazarán ligeramente, ...) respecto a ningún sistema de referencia.

[Avicarlos]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

El que el fotón no disponga de masa, no tiene nada que ver con que la masa sí la tenga. Por algo uno conforma al bosón y la otra a los fermiones.
La energía que portan cada uno, tiene la relación de la ecuación einsteniana. Pero de aquí no se desprende que exista una igualdad sustancial. el mecanismo que convierta fotones en fermiones o, viceversa es desconocido. Si se supiera la igualdad sería un éxito de la ciencia. Sabemos lo que dije: una equivalencia energética, pero no una igualdad sustancial.

Se espera que el bosón de Higgs, nos ilumine, pero no tengo conocimientos de que esto se haya producido aún. Sin embargo el axioma de la Nada sigue en pié.
Los fermiones vibran, pudiendo aplicar la fórmula de De Broglie, para conocer su dimensión. Cuanta mayor es la masa, menor la vibración. Pero es la muestra de que disponen de energía cinética, además de potencial.

Saludos de Avicarlos.

[jfnp]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Hola,

Sólo quería decir que mis respuestas van dirigidas a john500. Lo siento, pero soy incapaz de entender los mensajes de Avicarlos (no te lo tomes a mal, es que simplemente no los entiendo).

Saludos,

[carroza]

Re: Porque no se puede llegar al Cero Absoluto ??

Hola.

La inaccesibilidad del cero absoluto no tiene nada que ver con la cuántica. Es un concepto termodinámico, que tiene que ver con la eficiencia de las máquinas térmicas. Si quiero enfriar algo, tengo que pasar calor al ambiente, que en general estará más caliente. Para pasar calor de un foco frio a un foco caliente, por ejemplo en un frigorífico, necesito hacer un trabajo, que viene dado, en el caso ideal por

W = (Tc-Tf)/Tf Q

Cuando el foco frio está cerca del cero absoluto (Tf =0), hará falta un trabajo infinito para pasar algo de calor del foco frio al foco caliente.


Saludos