La temperatura más baja posible, o el cero absoluto como se le llama, es -459.67 ° F (-273.15 ° C). También se llama 0 kelvin, una escala con incrementos equivalentes a grados Celsius, pero que utiliza el cero absoluto en lugar del punto de congelación del agua como punto de partida. Este es el punto en el que cesa todo movimiento atómico.
Sin embargo, la definición anterior puede estar incompleta, ya que un átomo es en sí mismo una entidad con una estructura interna compleja. Para lograr la temperatura más baja posible, o el verdadero cero absoluto, no solo debe detenerse el movimiento atómico, sino que también deben detenerse todos los componentes internos del átomo. Los electrones tendrían que dejar de orbitar sus respectivos núcleos atómicos, los neutrones y protones en los núcleos tendrían que dejar de tirarse unos a otros con sus fuerzas internas, los quarks y cualquier subestructura subyacente debe cesar toda actividad. Debido a los efectos de la mecánica cuántica, esto es imposible. Por lo tanto, una definición más precisa se aplica a las colecciones de materia de las que no se puede extraer más energía térmica, es decir, otra colección de átomos puestos en contacto con la muestra siempre le transferirá energía, nunca al revés.
Como la eficiencia de un sistema, la velocidad de una partícula o la temperatura máxima posible, el cero absoluto es en realidad una cantidad teórica a la que solo se puede acercar, pero probablemente nunca se logre.
Se han logrado temperaturas cercanas al cero absoluto con las técnicas de enfriamiento por láser y enfriamiento por evaporación magnética. En el enfriamiento por láser, los átomos que se mueven rápidamente se empujan con los fotones hasta que disminuyen a 1 / 10,000th de un grado kelvin. En el enfriamiento por evaporación magnético, los átomos restantes se mantienen en un lugar suelto por un campo magnético, y los átomos más energéticos finalmente escapan, dejando atrás los residuos más lentos. Usando estas técnicas, se han logrado temperaturas tan bajas como 250 picokelvins (pK). La materia de este frío puede comportarse de formas extrañas, formando estructuras llamadas condensados de Bose-Einstein, que demuestran una propiedad llamada superfluidez, o el flujo de átomos sin viscosidad.