Os estudos científicos com o objetivo de atingir o zero absoluto em um átomo se encaixa como uma vertente da física quântica?

A resposta é sim, abaixo a explicação:

Zero absoluto é a mais baixa temperatura que pode ser representada em qualquer escala termométrica. Trata-se de uma temperatura teórica, equivalente a 0 K (lê-se zero Kelvin), na qual todas as partículas constituintes de um sistema termodinâmico devem encontrar-se perfeitamente em repouso. Além disso, em 0 K, a medida de entropia do sistema é nula, em outras palavras, o sistema encontra-se na configuração mais organizada possível. O zero absoluto é equivalente a -273,15 ºC ou -459,67 ºF.

Apesar de existir teoricamente, o zero absoluto não pode ser atingido na prática, ou seja, não existe qualquer porção de matéria em todo o Universo nessa temperatura, e isso só pode ser afirmado graças à 3ª Lei da Termodinâmica. Tal lei indica que o zero absoluto é inatingível. Por mais que tentemos resfriar um corpo a essa temperatura, ela nunca será alcançada. Para entendermos o motivo desse impedimento, devemos entender um pouco sobre um estranho princípio da física quântica: o princípio da incerteza.

Zero absoluto e o princípio da incerteza

Uma das razões de não podermos medir a temperatura de 0 K é a existência do princípio da incerteza, de Heisenberg. Esse princípio estabelece que não é possível medir com exatidão duas grandezas que são diretamente relacionadas, como a velocidade e a posição de uma partícula. Por isso, se tivermos certeza que um átomo encontra-se perfeitamente em repouso, perderemos completamente a certeza da medida de sua posição.

Isso acontece porque, para podermos observar o átomo, por exemplo, é necessário interagir com ele, e essa interação ocorre por meio da troca de fótons, que são pequenos pacotes de energia que carregam consigo uma quantidade de movimento. Os fótons interagem com os átomos, transferindo-lhes parte de sua quantidade de movimento, dessa maneira, os átomos adquirem velocidade, passando a oscilar de acordo com a velocidade dos fótons incidentes. Isso nos indica que o próprio processo de medição da temperatura de uma partícula quântica já afeta a precisão da medida, por isso, jamais poderíamos medir algo em 0 K.

Caso fosse possível medirmos algo na temperatura de 0 K, o princípio da incerteza de Heisenberg seria violado. Além disso, se isso fosse possível, máquinas de Carnot que operassem com uma fonte fria a 0 K operariam com 100% de rendimento, violando princípios como a 1ª Lei da Termodinâmica, que trata da conservação da energia.