Dimostrato per la prima volta il Terzo Principio della Termodinamica: lo zero assoluto!

Due fisici della University College London hanno dimostrato il terzo principio della termodinamica, scoprendo la velocità massima di raffreddamento di un sistema.
di Daniele Gambetta
scienze.fanpage.it

Lo zero assoluto è la temperatura più bassa che si possa ottenere in natura per qualsiasi sistema, corrispondente allo zero della scala di temperatura Kelvin (circa -273 gradi Celsius). Mentre questo concetto è da tempo accettato nella comunità scientifica, più discussa è stata un’altra questione, ovvero se sia possibile portare la temperatura di un corpo allo zero assoluto in termini pratici. A negare la possibilità di questo processo è il cosiddetto Terzo Principio della Termodinamica, formulato all’inizio del ‘900 dal fisico Walther Nerst, secondo il quale è impossibile raggiungere lo zero assoluto tramite un numero finito di passaggi. Negli anni la questione è stata molto dibattuta, e anche scienziati come Albert Einstein e Max Planck riportarono perplessità in merito a questo teorema.

Ora i fisici Jonathan Oppenheim e Lluís Masanes della University College London, in uno studio pubblicato su Nature, hanno riportato una dimostrazione del principio di irraggiungibilità dello zero assoluto ponendo anche la velocità massima di raffreddamento di un sistema, portando così una prova generale al terzo principio della termodinamica. “In informatica la gente chiede sempre quanto tempo ci vuole per eseguire un calcolo.”, ha spiegato Oppenheim, “proprio come un calcolatore esegue un calcolo, una macchina per il raffreddamento raffredda un sistema. Abbiamo dimostrato che è impossibile raffreddare un sistema allo zero assoluto in un tempo finito, e abbiamo stabilito un rapporto tra il tempo e la temperatura più bassa possibile. È la velocità di raffreddamento”.

La velocità di raffreddamento non è universale (come quella della luce), ma dipende dall’ambiente e dal materiale con cui si lavora. La derivazione del terzo principio della termodinamica potrebbe avere applicazioni nella tecnologia, ma prima di tutto rappresenta un risultato dal forte interesse teorico. La scoperta è stata paragonata a quella della scoperta della velocità della luce, anch’essa una scoperta epocale a prescindere da quanto una tale velocità rappresenti per noi un limite irraggiungibile.