Egy foton vagy egy elektron részecske abszolult nulla fokon megáll?

Fordítsuk meg a kérdést:

egy mozgó részecskének mozgási energiája van - tehát a hőmérséklete nem abszolút nulla fok.

Másrészt viszont a részecske abszolút nulla fokon sem áll meg teljesen, hanem nullponti mozgást végez, a határozatlanság miatt (itt sem lehet pontosan meghatározni a helyét és a sebességét egyszerre).

Ezt az energiát azonban nem lehet kinyerni belőle, mert nem lehetséges, hogy még jobban lelassuljon.

A sebessége egy bizonyos tartományban van, különböző valószínűségekkel (haranggörbe).

A 0 k fokos elektronnak a legvalószínűbb sebessége a nulla.

A magasabb hőmérsékletű elektron sebességét sem tudjuk teljesen pontosan megmondani, és ugyanúgy van egy legvalószínűbb sebessége is, ami nem nulla.

Hasonlóan néz ki a hely is, az is haranggörbe. A magasabb energiájú elektronnak ez nagyobb, az elektron jobban kiterjed (helyhez kötött elektronnál).

Kedves kérdező! A kérdésed olyan, mintha arra lennél kíváncsi, hogy ha elérnéd a fénysebességet, akkor mit látnál. Nem tudod elérni, ezért rossz a kérdés. Ahogy az abszolút nulla fokot sem lehet elérni (Nernst tétele).

Egyébként pedig átgondoltad, hogy mit is értesz abszolút nulla fok alatt? Merthogy a logika éppen fordított. Mikroszkopikus rendszerekben a hőmérsékletet a mozgási energiából (egy szabadsági fokra eső energiából) számítják. Vagyis nem arról van szó, hogy abszolút nulla fokon megáll a mozgás, hanem arról, hogy az egyre gyengülő mozgást definiáljuk egyre kisebb hőmérsékletként, ugyanis egyéb értelme nincs a hőmérséklet fogalmának atomi szinten. Aszimptotikusan pedig a determinisztikus mozgások valóban kifagynak, csak a kvantumos zérusponti energia marad. De mivel ezt nem lehet megvalósítani, ez csak egy valós tendencia képzeletbeli végpontja, semmi több.

"...képes egy elektron is szinte teljesen megállni, vagy továbbra is mozog az atommag körül..."

Hogy mozog-e, vagy eleve elkent dolog a Schrődinger egyenletnek megfelelő módon, ez jó kérdés. Mindenesetre ha sikerülne abszolút nulla fokra hűteni mondjuk a hidrogén atomokat, akkor nem potyognának szét megállt elektronokra és protonokra :-)

Az elektron az abszolút nulla fokon is az atom kötelékében marad!

A hidrogén atom néhány ezer foktól egészen az abszolút nulla fokig teljesen ugyanúgy néz ki, a proton mellett van az atomban egy "1s" pályán lévő elektronja.

Az alapállapotú H gerjesztésben szükséges legkisebb energia dE1 = E2 – E1 ~ 1,65 aJ

Szobahőmérsékleten E ~ kT = 0,004 aJ <<dE1

Néhány ezer K hőmérsékleten az átlagos energia alig kisebb, mint 1 aJ, ami a gerjesztéshez nem elengedő, de már vannak 1–2 aJ energiájú ütközések, ezért keletkeznek gerjesztett atomok, amik rövid idő elteltével, egy foton kibocsátásával visszaugranak alapállapotba. Így a forró gáz sugároz (világít).