絶対零度

温度とは、実は粒たちのダンスパーティーです

ノリノリでダンスを踊る人々でいっぱいの広場を想像してみてください。

人々が激しく跳びはねるほど、広場の熱気はどんどん高まりますよね。私たちの身の回りにある空気やモノの中の原子もまったく同じです。粒子が素早く揺れてぶつかり合うほど、温度は高く測定されます。

反対に冷たくなるというのは、この小さな粒たちの動きがだんだんおとなしくなるプロセスのことです。寒くなると人々の足取りがゆっくりになるように、熱を失った粒子も振動を抑えてスピードを落とします。

では、温度を際限なく下げていくとどうなるでしょうか？ やがて粒子はこれ以上遅くなれないほど動きを止める瞬間に到達します。ダンスパーティーのすべての音楽と動きが終わる場所、こここそが温度の底である絶対零度なのです。

なぜマイナス273.15度より低くならないのでしょうか？

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よね。

温度もまったく同じです。物体から熱エネルギーを残らず奪い去り、粒子の振動をとことん下げ切った状態こそが、摂氏マイナス273.15度です。持ってい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あり得ません。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）として測定する仕組みです。

私たちが普段使う摂氏（セルシウス度）は水が凍る点を0度と決めただけにすぎませんが、絶対温度は自然界に実在するいちばん底を0にしたという点で大きな意味を持っています。

もう少し詳しく言うと

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、実際にはそうではありません。量子力学というミクロの世界の物理法則によると、いくら温度を下げても粒子は最小限の振動を保ち続けます。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れば、実験室で温度をピッタリ絶対零度まで下げることは不可能です。温度を下げるほど、残ったわずかな熱を外へ逃がす作業が無限に難しくなるからです。

それでも科学者たちは、絶対零度まで10億分の1度という極限レベルまで近づくことに成功しました。このように極限まで冷やされた環境では、電気抵抗がゼロになる「超伝導」や、粒子たちが一つにまとまって振る舞う「ボース＝アインシュタイン凝縮」といった神秘的な現象が現れます。