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La température limite la plus basse est, théoriquement, le « zéro absolu » soit -273,15 °C, ou 0 Kelvin. La différence entre les deux échelles de température (degrés Celsius et Kelvin) se situe uniquement au niveau du zéro de l’échelle. En effet, un écart de 1 degré Celsius est équivalent à un écart de 1 Kelvin. Cependant, le zéro Kelvin est égal à -273,15 °C et, par le fait même, le zéro degré Celsius est égal à 273,15 Kelvin. Pourquoi appelle-t-on le zéro Kelvin le « zéro absolu »? Selon la mécanique quantique et plusieurs expérimentations, il s’agirait de la plus basse température possible. En effet, plus la température d’une substance est basse, moins ses particules bougent rapidement. À 0K, les atomes ou molécules ne possèdent plus de mouvement, on ne peut donc plus leur en enlever d’énergie. Le 0 Kelvin est donc physiquement inatteignable. En effet, les propriétés de la mécanique quantique « interdisent » d’égaler ou de dépasser cette frontière thermique. En revanche, il est toujours possible de s’en approcher, infiniment!  (MIT) a réussi à s’approcher à 500 nanoKelvins (0,000 000 500 K) du zéro absolu. Depuis 2003, le record de température la plus basse est détenu par des atomes de sodium (Na) sous forme de gaz. Ceux-ci avaient atteint la température de 0,45 nanoKelvin. Cette fois-ci, il s’agit de molécules. Des molécules de sodium potassium, toujours sous forme de gaz, pour être exact. C’est la première fois que l’on arrive à faire descendre des molécules à des températures aussi extrêmes. Le point d’ébullition du sodium potassium (NaK) est de 785°C et son point de fusion de -12,6°C à la pression atmosphérique. Ce qui veut dire que, dans des conditions normales, nos molécules deviennent en phase solide, alors qu’il reste encore plus de 260 degrés à « descendre » !  Même dans l’espace, quoique  la température moyenne ne descende pas en-dessous de 3K, la mesure de température la plus basse jamais enregistrée dans l’espace se situe dans la nébuleuse du Boomerang, soit 1 K. En laboratoire, les scientifiques contournent le problème en utilisant des techniques de refroidissement laser. La température des atomes, ou molécules, est liée à leur vitesse. Plus un atome se déplace rapidement, plus il est chaud. Refroidir un atome est donc synonyme de ralentir un atome. À température ambiante, la vitesse d’un atome dans un gaz est de l’ordre de 150 mètres/seconde (environ 500 km/h). Grâce aux techniques de refroidissement laser, le physicien sait maintenant ralentir certains atomes à des vitesses de l’ordre du cm/s, voire moins (quelques dizaines de mètres à l’heure). En refroidissant le gaz de NaK à un cheveu au-dessus du zéro absolu, les chercheurs se sont aperçus que les molécules résistaient beaucoup mieux aux collisions avec leurs voisines et présentaient ainsi une durée de vie beaucoup plus longue. Un comportement somme toute assez logique, puisque la vitesse de ces molécules atteint seulement quelques centimètres par seconde. Martin Zwierlein, professeur au MIT ayant participé à l’étude, raconte : « Nous sommes très près de la température à laquelle les effets de la mécanique quantique jouent un rôle prépondérant (…). Avec ces molécules ultrafroides, vous pouvez obtenir une grande variété d’états de la matière, comme des cristaux superfluides. Ceci n’a jamais été observé, mais seulement prédit. Nous ne sommes probablement pas loin de voir ces effets, ce qui est très excitant ».

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