Einstein
Hi
ha molts motius per dedicar-se a la ciència. Entre els més
idealistes hi ha la possibilitat de crear nou coneixement, ja sigui
descobrint fenòmens desconeguts, explicant noves lleis de la natura
o demostrant lleis no demostrades. Això últim és justament el que
acaba de fer el físic català Lluís Masanes, que treballa al
University College London (UCL). Amb el seu col·lega Jonathan
Oppenheim han estat prop de dos anys a preguntar-se fins a quin punt
és possible refredar un objecte. A la Terra, per exemple, s’han
registrat temperatures de fins a -89 ºC. A la Lluna es pot arribar
als -220 ºC i es considera que l’espai exterior està a -270 ºC.
¿Es pot anar més avall?
La
resposta és que sí, però no gaire més. Durant el segle XX, s’ha
arribat a la conclusió que la temperatura més baixa possible és de
-273,15 ºC. Per veure que aquest límit té sentit, es pot entendre
la temperatura com un moviment de les partícules que formen un
objecte: com més temperatura, més moviment. Quan es toca un objecte
i es percep com a calent, en realitat s’està notant que les
partícules que el formen es mouen i vibren més ràpidament que en
un objecte fred. Si aquesta vibració és molt intensa, els impactes
amb la pell poden produir dolor o fins i tot ferides. Això és el
que passa en una cremada. Des d’aquest punt de vista, la
temperatura de -273,15 ºC, que es coneix com a zero absolut,
correspondria a la immobilitat total de les partícules. Però,
¿poden assolir la quietud absoluta?
 |
| Lluís Masanes |
La
resposta a aquesta pregunta ha sigut motiu de controvèrsia des de
principis del segle XX. El físic Walther Nernst va conjecturar el
1912 que arribar al zero absolut era impossible, una proposta que es
va batejar com a tercera llei de la termodinàmica, una de les lleis
fonamentals de la natura. Tot i que l’afirmació semblava
enraonada, Nernst no va aconseguir mai aportar cap prova concloent.
Molts altres científics, incloent-hi Albert Einstein, han intentat
resoldre aquest problema sense èxit.
El
futur dels ordinadors
Masanes
i Oppenheim n’han trobat ara la solució i han demostrat
matemàticament que no es pot arribar al zero absolut de temperatura.
El seu treball, publicat a la revista Nature Communications,
estableix que “per refredar un objecte qualsevol fins al zero
absolut cal una quantitat infinita d’energia”, precisa Masanes.
Per arribar a aquesta conclusió, els investigadors han utilitzat
tècniques i plantejaments procedents de l’àmbit de la computació.
“El nostre resultat és un exemple de com les ciències
computacionals poden contribuir a entendre el món físic, un
enfocament que pot ser molt fructífer en el futur”, explica
Masanes.
 |
| Walther Nernst |
La
troballa serà especialment rellevant per a aplicacions tecnològiques
que requereixen baixes temperatures, com ara la computació quàntica.
Els anomenats ordinadors quàntics podrien fer operacions a una
velocitat molt superior a la dels ordinadors tradicionals, però
construir-ne un és extremament complicat. Perquè siguin viables
calen temperatures pròximes al zero absolut. La feina de Masanes i
Oppenheim pot ajudar a entendre millor el procés de refredament
necessari per fer funcionar ordinadors quàntics, explica el físic
català.
