絶対零度とは?マイナス273.15度の極限世界と科学の謎を徹底解説

絶対零度とは?マイナス273.15度の極限世界と科学の謎を徹底解説

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温度とは、物質を構成する原子や分子がどれほど激しく揺れ動いているかを示す指標です。水をお湯に沸かすと水分子の熱運動が激しくなり、冷やすと運動は次第におとなしくなります。この熱運動を極限まで奪い去り、古典力学的に分子の動きが完全にストップする状態が絶対零度です。

私たちが日常で使う温度の単位「摂氏(℃)」に対し、物理学では絶対零度を基準点(0)とした「絶対温度(単位:ケルビン/K)」を用います。摂氏からケルビンへの変換式は極めてシンプルです。

絶対温度 T (K) = 摂氏温度 t (℃) + 273.15
摂氏 0℃ = 273.15 K / 絶対零度 0 K = マイナス273.15 ℃

ここで重要なのは、絶対零度になっても原子内の運動が完全に「無」になるわけではないという点です。量子力学の基本原理である「不確定性原理」により、原子は絶対零度であっても完全に静止することはできず、最小限のエネルギー揺らぎである零点振動(零点エネルギー)を保持し続けます。これが、完全な無ではなく「物理学的に許されたエネルギーの最底辺」と呼ばれる理由です。

佐藤 大輔
著者

佐藤 大輔

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