Úgy tűnik, hogy valóban létezik hidegebb hőmérséklet az abszolút nulla foknál. A korábban csak elméletileg feltételezett jelenséget német kutatóknak nemrégiben kísérletileg is sikerült igazolniuk. A felfedezés megváltoztathatja a hőmérsékletről az eddigiek során kialakított képünket, illetve segíthet megérteni a sötét energia és egyes szubatomi részecskék viselkedésének rejtélyét. A Kelvin-skála alsó határa, vagyis a -273,15°C-os hőmérséklet azt az állapotot jelöli, amikor a molekulák hőmozgása megszűnik, vagyis az anyagból már nem nyerhető ki hőenergia. Ezen a szinten csupán a rácsrezgések alap energiaszintje marad meg, és az az atomok kvantummechanikai mozgása válik meghatározóvá, a kísérleti anyag pedig különleges, kvantumos tulajdonságokat vesz fel. A termodinamika III. főtételének értelmében az abszolút nulla fok a valóságban elérhetetlen, azonban tetszőleges mértékben megközelíthető.

A dolog persze nem ilyen egyszerű, hiszen a hőmérséklet attól is függ, hogy milyen az adott gázon belül az energia eloszlása, ami meghatározza a rendszer entrópiáját. Abszolút nulla fok fölött energia hozzáadásával növekszik a rendezetlenség foka: míg nulla fokon a részecskék gyakorlatilag mozdulatlanok és nem rendelkeznek energiával, ha hőt közlünk velük, ezek átlagenergiája növekszik. Az egyes részecskéket külön vizsgálva azonban az történik, hogy közülük egyesek több mások kevesebb energiát vesznek fel, összességében növelve a rendszer rendezetlenségét.

Képzeljünk el egy dombot és mellette egy völgyet. Ha egy részecske energiája növekszik, az azzal arányos mértékben magasabbra kerül a domboldalon. A rendszer entrópiáját ebben az elrendezésben az jelzi, hogy milyen valószínűséggel bukkanunk egy adott magasságban részecskére. Abszolút nulla fokon az összes részecske a völgy legmélyebb pontján tartózkodik. Ha energiát közlünk velük, az egyes részecskék különböző magasságokba emelkednek, és szétterülnek a domboldalon. A hőmérséklet entrópikus definíciója szerint a létező legmagasabb pozitív hőmérséklet egyben a rendszer legrendezetlenebb állapotát is jelenti, vagyis ekkor a domb és a völgy minden pontján egyenlő mennyiségben találunk részecskéket. Ha ennél több energiát tudnánk közölni a rendszerrel, akkor a részecskék domboldalbeli eloszlása már nem lenne egyenletes, vagyis az entrópia csökkenne, ami a hőmérsékletről alkotott jelenlegi felfogásunk szerint annak mérséklődésével jár, így a maximális entrópia szintje jelzi a hőmérsékleti skála pozitív végét.

Elméletben persze el lehet játszani a gondolattal, hogy mi történik, ha egy ilyen rendszerrel ezen a ponton túl is energiát közlünk. Elvileg ilyenkor a részecskék egyre rendezettebbek lesznek egészen addig a pontig, amikor már mindannyian a domb legtetején gyülekeznek, vagyis elérik a másik negatív végpontot. Ez az elméleti hőmérsékleti skála tehát nem a maximális pozitív hőmérséklettel ér véget, hanem annak elérését követően ismét visszasüllyed abszolút nulla fokra.

A fenti gondolatmenet gyakorlati tesztelésére a müncheni Lajos Miksa Egyetem kutatói abszolút nulla fok közelébe hűtöttek kálium atomokat, majd vákuumba helyezték ezeket. Lézerek és mágneses mezők segítségével rácsszerkezetbe rögzítették az atomokat, amelyek pozitív hőmérsékleten taszították egymást stabilizálva az elrendezést. Ezt követően úgy változtatták meg a mágneses erővonalakat, hogy az atomok hirtelen vonzódni kezdtek egymáshoz és energiát közöltek velük, legstabilabb, alacsony energiájú állapotukból a lehető legmagasabb energiaállapotba repítve a részecskéket. Ahogy Ulrich Schneider vezető kutató elmondta, ez valami olyasmihez hasonlít, mintha egy völgy mélyén üldögélnénk, majd hirtelen a hegycsúcson találnánk magunkat. Az átmenet egyúttal azzal is járt, hogy a gáz hőmérséklete néhány a Kelvin fok néhány milliárdod részével az abszolút nulla alá csökkent.

A korábban csak elméletben létező kísérlet gyakorlati megvalósítása azért jelentős, mert ezzel új lehetőség nyílik a kvantumszinten zajló folyamatok tanulmányozására. Szintén jelentős az eredmény csillagászati vonatkozása: a sötét energia a jelenleg feltételezések szerint negatív nyomást fejt ki, és valószínűleg negatív hőmérséklettel is rendelkezik, így az ilyen anyagok tanulmányozásával többet tudhatunk meg a világegyetem nagy részét kitöltő energiáról is.