José Martín‑Olalla, físico de la Universidad de Sevilla, asegura haber resuelto una paradoja que llevaba más de un siglo abierta: demuestra que los cambios de entropía desaparecen al acercarse al cero absoluto recurriendo únicamente a la segunda ley de la termodinámica. El resultado, fruto de veinte años revisando cuadernos, motores imaginarios y objeciones de gigantes como Albert Einstein, se publica en The European Physical Journal Plus.
A comienzos del siglo XX, Walther Nernst formuló su “teorema del calor”: las diferencias de entropía se esfuman a 0 kelvin. Era la piedra angular de la criogenia, pero nadie había conseguido deducirla con el aparato termodinámico clásico. La enseñanza se apañó introduciendo una “tercera ley” independiente; útil en el aula, incómoda para la lógica.
El reto a la objeción de Einstein
Einstein detectó en 1906 una grieta: el motor de Carnot que Nernst necesitaba, con un depósito a 0 K, no puede existir físicamente, de modo que el teorema quedaba “huérfano” de la segunda ley. Durante décadas, los manuales repitieron ese veredicto y colocaron el cero absoluto en un pedestal inalcanzable, separado del mundo cotidiano por un axioma adicional.
Martín‑Olalla vuelve sobre el caso y gira la premisa: el motor a 0 K debe ser virtual, no real. En su diseño no fluye calor ni se realiza trabajo; es un bucle dibujado en el papel cuya contabilidad sigue siendo legítima. Basta con exigir que, si ese bucle reversible evalúa un depósito, el intercambio de calor sea proporcional a la temperatura. Cuando la temperatura tiende a cero, la proporción fuerza a la entropía a colapsar igualmente hasta cero.
¿Por qué importa fijar el cero absoluto?
El argumento borra de un plumazo la “tercera ley” como postulado independiente: la imposibilidad de alcanzar 0 K y la unicidad de la entropía en ese punto se desprenden ahora de la segunda ley. Para químicos y físicos de materiales, contar con una escala absoluta libre de parches facilita las bases de datos termoquímicas y reduce los errores acumulativos en la energía libre de reacciones.
Los ingenieros que persiguen refrigeración cuántica a milikelvin también reciben un aviso: ningún truco de laboratorio elude la necesidad de dos depósitos si se pretende extraer o disipar calor; el motor virtual confirma que no hay atajos termodinámicos.
Un nuevo marco para enseñar termodinámica
En el aula, la demostración ofrece un relato más compacto: del mismo modo que la segunda ley prohíbe el móvil perpetuo, impone que toda sustancia homogénea comparta una entropía única en el cero absoluto. “Eliminar los calores específicos evasivos parece más un apéndice que un principio nuevo”, comenta el investigador andaluz, que confía en que la claridad del razonamiento seduzca a la próxima generación de docentes.
Cerrar el círculo, abrir horizontes
El cero absoluto deja de ser un mero punto en el que “todo se detiene” para convertirse en la línea donde el ciclo de Carnot reversible se pliega sobre sí mismo, sin área y sin trabajo. Con el bucle matemático sellado, la termodinámica recupera su elegancia original y despeja la duda de si quedaba algún material exótico capaz de escapar por las rendijas.
Más de cien años después de que Nernst lanzara la idea y Einstein señalara la fisura, la segunda ley vuelve a ejercer de árbitro supremo. Lo que era un misterio pedagógico se ha reescrito como consecuencia inevitable de las reglas que ya conocíamos. Y ese desenlace, paradójicamente, devuelve al cero absoluto la solidez que toda escala de temperatura necesita para seguir midiendo el universo.