Un professor de la Universitat de Sevilla contradiu Einstein i resol un problema de fa 120 anys

El professor de la Universitat de Sevilla José María Martín-Olalla ha corregit una idea exposada per Albert Einstein i resol un problema plantejat fa 120 anys sobre el teorema de Nernst. Olalla ha publicat l'article a The European Physical Journal Plus i la seva demostració suposa una ampliació de les conseqüències vinculades al segon principi de la termodinàmica. 

Ell mateix ha fet un fil a Bluesky on ho explica:

Què estableix el teorema de Nernst? 

El físic i químic Walther Nernst, premi Nobel de Química per les seves teories de càlcul de l'afinitat química com a part de la tercera llei de la termodinàmica, va plantejar les propietats generals de la matèria en temperatures properes al zero absolut, 273 graus sota zero.

Nernst considerava que el zero absolut havia de ser inaccessible perquè, si no, seria possible construir una màquina amb la qual, utilitzant el zero absolut com a refrigerant, es convertís tota la calor en treball, la qual cosa aniria en contra del principi d'augment de l'entropia.

I què és l'entropia? És un concepte que s'utilitza com a mesura de desordre d'un sistema. La segona llei de la termodinàmica estableix que l'entropia de l'univers tendeix a augmentar amb el temps.

Però Albert Einstein va refutar aquesta idea de Nernst. Creia que aquesta màquina hipotètica no es podria construir a la pràctica i que, per tant, no es podia qüestionar la validesa del principi d'augment de l'entropia. 

D'aquesta manera, Einstein va desvincular el teorema del segon principi de la termodinàmica i el va associar a un tercer principi, independent del segon. 

Doncs bé, ara José María Martín-Olalla ho rebat introduint dos matisos "omesos" per Nernst i Einstein. Assegura que la màquina de què parlaven els dos físics "ha de ser virtual". La màquina no consumeix cap calor, no produeix cap treball i no qüestiona el segon principi. 

La concatenació de les dues idees permet concloure que els intercanvis d'entropia tendeixen a zero quan la temperatura tendeix a zero i que el zero absolut és inaccessible.

I assenyala:

"Un problema fonamental en termodinàmica és distingir la sensació de temperatura, les sensacions de calent i fred, del concepte abstracte de temperatura com magnitud física. En la discussió entre Nernst i Einstein, la temperatura va ser només un paràmetre empíric. Formalment, el segon principi de la termodinàmica proporciona una idea més concreta de què és el zero natural de la temperatura. La idea no està relacionada amb cap sensació, sinó amb aquella màquina que va imaginar Nernst, que ha de ser virtual. Això canvia radicalment l'abordatge de la demostració del teorema."

Es tracta, doncs, "d'un nou punt de vista" que reforça la validesa de la segona llei de la termodinàmica.