Necesitas definir lo que quieres decir con cero Kelvin. La temperatura es solo una propiedad estadística de los sistemas complejos de muchos cuerpos que actúan como un medidor de combustible que mide la distribución de la energía en un sistema. Cada grado de libertad se puede excitar y la energía disponible se distribuirá de manera uniforme entre todos los grados de libertad desde abajo hacia arriba, como llenar un vaso con agua. Esto se llama la equipartición de la energía. El nivel al que se llenan estos grados de libertad está directamente relacionado con la temperatura (a través de la constante de Boltzmann). De hecho, cada grado de libertad es como una taza y cada taza está conectada de tal manera que al llenar una, el agua se filtrará en las otras para que todas estén al mismo nivel (lo que se describe por la temperatura). Esto significa que los materiales con más grados de libertad tienen la capacidad de retener más energía (conocida como capacidad de calor). El dióxido de carbono es una molécula con una capacidad de calor más alta que el nitrógeno y el oxígeno en la atmósfera, es que tiene grados de libertad de vibración adicionales, lo que explica por qué es un gas de efecto invernadero. Esencialmente, para una temperatura dada, el dióxido de carbono puede almacenar más calor que las otras moléculas en el aire.
Ahora consideremos un solo átomo. Lo que queremos decir con temperatura es simplemente la velocidad de traslación promedio. Las partes internas del átomo están generalmente en su estado de energía más baja y, por lo tanto, no tienen que ser consideradas. Los grados de libertad son entonces solo las tres direcciones ortogonales en el espacio. Por lo tanto, la temperatura está relacionada con la velocidad promedio del átomo, sin ningún conocimiento de la dirección en la que está viajando. Esto ilustra la temperatura como una propiedad estadística de la materia. En contraste, si supiéramos exactamente la velocidad del átomo (es decir, la velocidad y la dirección), entonces la temperatura no se definiría.
Si tomamos algunos átomos en un gas que como una temperatura bien definida, eso significa que solo conocemos la velocidad promedio de los átomos en el gas. Si estos átomos tienen un giro entero, son Bosons, lo que te permite hacer algunas cosas bastante difíciles con ellos. Es posible atraparlos en el punto de cruce de seis rayos láser, de manera que se enfríen al dispersar la luz a una energía ligeramente mayor. Esto se llama enfriamiento Doppler. En realidad, existe una técnica más efectiva conocida como enfriamiento de Sisyphus que irradia eficientemente gran parte del calor desde el interior del gas atómico, enfriándolo a una temperatura efectiva de milikelvin. La temperatura del milikelvin representa un límite técnico, no un límite físico absoluto. Para enfriar más, se empleó una técnica relacionada con cómo se enfría una taza de café caliente. Esto se denomina enfriamiento por evaporación y funciona al reducir el potencial de atrapamiento para que los átomos más calientes se evaporen, llevándoles algo de calor extra de los átomos restantes. Si se hace de manera lenta y cuidadosa, los átomos restantes experimentan una notable transición hacia lo que se conoce como un condensado de Bose-Einstein: ese es un estado en el que todos los átomos comparten el mismo estado fundamental de movimiento. En tal estado, la temperatura ya no se define porque todos los átomos están en un solo estado cuántico, que es la mayor cantidad de información que puede tener sobre el sistema.
En resumen, la temperatura solo define una medida estadística de la energía de un sistema de partículas. Hay muchos estados de la materia que no siguen la descripción estadística de la distribución de energía. Algunos de esos sistemas pueden incluso describirse como que tienen una temperatura negativa.