絶対零度

音楽に合わせて元気に踊る人々でいっぱいのグラウンドを想像してみてください。

人々が激しく跳ね回るほど、グラウンドの熱気はどんどん高まります。私たちの身の回りにある空気や物の中の原子たちもまったく同じです。粒子がすばやく揺れ動いてぶつかり合うほど、温度は高く測定されます。

逆に冷たくなるということは、この小さな粒たちの動きが少しずつおとなしくなっていくプロセスです。寒くなると人々の足取りがゆっくりになるように、熱を失った粒子たちも振動を減らしてスピードを落とします。

では、温度を果てしなく下げていくとどうなるでしょうか？ やがて粒子の動きがこれ以上小さくなれない最も低い状態に行き着きます。ダンスパーティーの音楽が静まり返り、これ以上減らせないほど最小限の身ぶりだけが残る場所、こここそが温度の底である絶対零度です。

車のスピードメーターには「0」より下の数字はありません。

温度もまったく同じです。物体から奪うことのできる熱エネルギーをすべて奪い去り、粒子の振動を底まで落とした状態が、まさに摂氏マイナス273.15度です。取り出せるエネルギーをすべて出し切ってしまったため、これ以上奪うべき熱そのものが存在しないのです。

そのため、宇宙のどこを探しても絶対零度より低い温度は存在できません。物理学者たちはこの冷たさの限界を基準にして「絶対温度（K、ケルビン）」という単位を作りました。絶対零度を0ケルビン（0 K）として測定する体系です。

私たちが日常で使う摂氏（セルシウス度）は単に水が凍る温度を0度と決めたものに過ぎませんが、絶対温度は自然界に実在する一番の底を0にしたという点で大きな意味を持っています。

絶対零度に達すると粒子が完全にピタッと静止するように思えますが、実はそうではありません。量子力学というミクロな世界の物理法則によると、どれほど温度を下げても粒子は最小限の振動を保ちます。これをゼロ点エネルギー（Zero-point energy）と呼びます。

また熱力学の法則によると、実験室の中で温度をぴったり絶対零度まで下げることは不可能です。温度が低くなればなるほど、残ったわずかな熱を外へと逃がす作業が無限に難しくなるからです。

科学者たちは絶対零度より1兆分の1度（数十ピコケルビン）だけ高いところまで迫ることに成功しています。必ずしもこのような極限の記録でなくても、絶対零度に近い低温では不思議な現象が現れます。一部の物質で電気抵抗が完全にゼロになる超伝導現象は通常数ケルビンで現れ、物質によっては100ケルビンを超える温度でも見られます。粒子たちが集団でひとつにまとまって振る舞うボース＝アインシュタイン凝縮は、通常ナノケルビンレベルの極低温で起こります。