Kan molekyle have nul vibrationsenergi?

* nulpunktsenergi: Selv ved absolut nul (0 kelvin) har molekyler stadig en minimumsmængde vibrationsenergi kaldet "nulpunktsenergi". Denne energi opstår fra Heisenberg -usikkerhedsprincippet, der siger, at du ikke kan kende både en partikels position og momentum med perfekt nøjagtighed.

* kvantemekanik: Vibrationsenergi er kvantiseret, hvilket betyder, at den kun kan eksistere i diskrete niveauer. Det lavest mulige vibrationsniveau er ikke nul, men snarere nulpunktsenergien.

* termisk energi: Ved temperaturer over absolut nul har molekyler yderligere vibrationsenergi på grund af termisk energi. Denne energi får molekylerne til at vibrere med større amplitude og frekvens.

Tænk på det sådan: Forestil dig en bold på en forår. Selv hvis bolden er perfekt stille, er fjederen stadig lidt strakt, hvilket repræsenterer nulpunktsenergien. For at bringe bolden til et komplet stop, bliver du nødt til at fjerne foråret, hvilket er umuligt i kvanteverdenen.

Undtagelser:

* Monatomiske molekyler: Enkeltatomer, som helium, har ingen vibrationstilstande, fordi de kun har en kerne. De har dog translationel og rotationsenergi, selv ved absolut nul.

I sammendraget har molekyler altid mindst en lille mængde vibrationsenergi på grund af nulpunktsenergi, selv ved den koldeste mulige temperatur.