¿Temperaturas absolutas negativas?

     A la pregunta de si existen las temperaturas negativas suelo responder que si usamos grados centígrados para medirlas son posibles números negativos; en cambio con unidades kelvin sólo podemos emplear los números positivos. Y así lo hice… hasta que, ignorando mi consuetudinario hábito, intenté explicar a unos colegas, que también las temperaturas negativas kelvin son posibles. Creo que no entendieron mi disertación. Compruébelo el curioso lector. Doscientos setenta y tres grados centígrados bajo cero, cero grados centígrados o mil grados centígrados sobre cero, corresponden a cero kelvin, doscientos setenta y tres kelvin o mil doscientos setenta y tres kelvin; recuerdo al sabio lector que la temperatura centígrada se relaciona con la fusión del hielo y la ebullición del agua, mientras que la escala kelvin se interpreta como la energía cinética media de las moléculas; una magnitud que mide el movimiento, cuyo menor valor es cero, la inmovilidad. Según esto, la existencia de una temperatura negativa kelvin resulta imposible; sin embargo, ciertos objetos pueden tener una temperatura negativa.

     ¿Cómo se resuelve la paradoja? Definiendo la temperatura de una manera más rigurosa: como la relación entre la energía y la entropía (entiéndase desorden) de un objeto. Los objetos que tienen una temperatura positiva aumentan su entropía a medida que les agregan energía, mientras que los objetos con una temperatura negativa disminuyen su entropía a medida que les agregan energía. Los habituales objetos (sistemas clásicos) no pueden tener temperaturas negativas: al agregarles calor siempre aumenta su entropía. Sin embargo, algunos objetos (sistemas cuánticos) tienen temperatura negativa: al agregarles energía disminuye su entropía. ¿Por qué? Porque tienen un tope máximo de energía (en los sistemas clásicos no hay límite); en tal caso, si el sistema ha alcanzado el máximo de entropía y aún así, continúa aumentando su energía para aproximarse a su energía máxima, su entropía disminuirá.

     Por si fuera poca paradoja añadiré que un objeto con una temperatura negativa está más caliente que uno con una temperatura positiva; es así porque el calor fluye desde un objeto con temperatura negativa a otro con temperatura positiva si ambos se ponen en contacto. Resulta difícil creerlo, pero una sustancia con una temperatura negativa no está más fría que cero kelvin, sino más caliente que a temperatura infinita; cero kelvin sigue siendo la menor temperatura posible.

     ¿Se trata todo esto de una especulación teórica? ¿Hemos comprobado este fenómeno en la realidad? Sí ¡Vivir para ver!