经过 100 多年的争论爱因斯坦本人，物理学家终于提供了第三定律的数学证明，它指出绝对零的温度在物理上无法实现，因为系统的熵（或无序）不可能达到零。
虽然科学家们已经长期怀疑我们的宇宙中的冷却行为存在固有的“速度限制”，它阻止我们实现绝对零温度（0 开尔文，-273.15°C 或 -459.67°F），这是迄今为止最有力的证据，表明我们现行的定律当涉及到尽可能低的温度时，物理学的原理是正确的。
伦敦大学学院的团队成员之一、伦敦大学学院的路易斯·马萨内斯 (Lluis Masanes) 表示：“我们表明，实际上无法利用有限的资源将系统冷却至绝对零，我们更进一步”。告诉IFLScience。
“然后我们得出结论，在有限时间内将系统冷却到绝对零是不可能的，我们建立了时间和最低可能温度之间的关系。这就是冷却速度。”
马萨内斯在这里指的是两个基本假设：热力学第三定律取决于其有效性。
首先，为了在物理系统中实现绝对零，系统的熵也必须达到零。
第二条规则被称为不可达到性原理，它指出绝对零在物理上是无法达到的，因为没有系统可以达到零熵。
第一条规则由德国化学家瓦尔特·能斯特 (Walther Nernst) 于 1906 年提出，虽然该规则为他赢得了诺贝尔化学奖，但阿尔伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) 等重量级人物也因此获得了诺贝尔化学奖。马克斯·普朗克并没有被他的证明所说服，并提出了他们的自己的版本宇宙的冷却极限。
这促使能斯特加倍思考，并于 1912 年提出第二条规则，宣布绝对零在物理上是不可能的。
这些规则现在被认为是热力学第三定律，虽然这条定律似乎成立，但它的基础似乎总是有点不稳定——当涉及到热力学定律，第三个有点害群之马。
“[B]因为早期的论点只关注特定的机制或受到有问题的假设的阻碍，一些物理学家始终不相信其有效性，”利亚·克兰 (Leah Crane) 解释说新科学家。
为了测试热力学第三定律的假设在两者中实际上有多稳健经典和量子系统，马萨内斯和他的同事乔纳森·奥本海姆决定测试在有限的时间和资源限制下，在数学上是否有可能达到绝对零。
Masanes 比较了这种冷却行为计算- 我们可以观看计算机求解算法并记录它需要多长时间，并且以同样的方式，我们实际上可以计算系统需要多长时间才能冷却到其理论极限，因为需要采取步骤来消除其热量。
您可以将冷却视为有效地“铲除”系统中现有的热量并将其沉积到周围环境中。
系统启动时有多少热量将决定您需要采取多少步才能将其全部铲出，而储存热量的“蓄水池”的大小也会限制您的冷却能力。
使用源自量子信息理论的数学技术——爱因斯坦的理论曾推动在他自己的热力学第三定律公式中，马萨内斯和奥本海姆发现，如果你同时拥有无限的步长和无限的储量，你只能达到绝对零。
这并不是我们任何人都能很快得到的东西。
这是物理学家的事情早就怀疑，因为热力学第二定律指出热量会自发地从较热的系统转移到较冷的系统，因此您尝试冷却的物体将不断从周围环境吸收热量。
当物体内有任何热量时，就意味着内部存在热运动，这确保了一定程度的熵始终存在。
这解释了为什么无论你往哪里看，宇宙中的每一个事物正在轻微地移动- 根据热力学第三定律，没有任何东西是完全静止的。
研究人员说他们“希望目前的工作使第三定律更加符合热力学其他定律”，同时提出我们实际上可以冷却某些东西的最快理论速率。
换句话说，他们使用数学来量化冷却的步骤，使研究人员能够定义系统在有限时间内可以达到多冷的设定速度限制。
这很重要，因为即使我们永远无法达到绝对零，我们也可以非常接近，正如美国宇航局最近展示的那样其冷原子实验室的温度可以达到绝对零以上仅十亿分之一度，或者冷一亿倍比太空深处。
在这样的温度下，我们将能够看到以前从未见过的奇怪的原子行为。 能够从系统中消除尽可能多的热量对于最终构建功能性系统至关重要
最棒的是，虽然这项研究已经永远消除了绝对零的可能性，甚至没有人接近过达到设定为物理极限的温度或冷却速度 - 尽管最近的一些令人印象深刻的努力。
“这项工作很重要——第三定律是当代物理学的基本问题之一，”以色列耶路撒冷希伯来大学的罗尼·科斯洛夫（Ronnie Kosloff）没有参与这项研究，告诉新科学家。
“它涉及热力学、量子力学、信息论——它是许多事物的交汇点。”
该研究发表于自然通讯。
