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絕對零度其中h為普朗克常數、m為粒子的質量、k為玻爾茲曼常量、T為絕對溫度。可見熱德布洛伊波長與絕對溫度的平方根成反比，因此當溫度很低的時候，粒子物質波的波長很長，粒子與粒子之間的物質波有很大的重疊，因此量子力學的效應就會變得很明顯。著名的現象之一就是玻色-愛因斯坦凝聚，玻色-愛因斯坦凝聚在1995年首次被實驗證實，當時溫度僅有開爾文。
①在中學階段，對于熱力學溫标和攝氏溫标間的換算，是取近似值T(K)=t(℃)+273。實際上，如以水的冰點為标準，絕對零度應比它低273.15℃所以精确的換算關系應該是T(K)=t(℃)+273.15。
②絕對零度是根據理想氣體所遵循的規律（即理想氣體狀态方程，pV=mRT/M=mrT,r=R/M），用外推的方法得到的。用這樣的方法，當溫度降低到-273.15℃時，氣體的體積減小到零。如果從分子運動論的觀點出發，理想氣體分子的平均平動動能由溫度T确定，那麼也可以把絕對零度說成是“理想氣體分子停止運動時的溫度”。以上兩種說法都隻是一種理想的推理。事實上一切實際氣體在溫度接近-273.15℃時，表現出明顯的量子特性，這時氣體早已變成液态或固态。
總之，氣體分子的運動已不再遵循經典物理的熱力學統計規律。通過大量實驗以及經過量子力學修正後的理論導出，在接近絕對零度的地方，分子的動能趨于一個固定值，這個極值被叫做零點能量。這說明絕對零度時，分子的能量并不為零，而是具有一個很小的數值。原因是，全部粒子都處于能量可能有的最低的狀态，也就是全部粒子都處于基态。
③由于水的三相點溫度是0.0076℃，因此絕對零度比水的三相點溫度低273．16℃。
絕對零度表示那樣一種溫度，在此溫度下，構成物質的所有分子和原子均停止運動。所謂運動，系指所有空間、機械、分子以及振動等運動。還包括某些形式的電子運動，然而它并不包括量子力學概念中的“零點運動”。除非瓦解運動粒子的集聚系統，否則就不能停止這種運動。從這一定義的性質來看，絕對零度是不可能在任何實驗中達到的這些運動是肉眼看不見的，但是我們會看到，它們決定了物質的大部分與溫度有關的性質。正如一條直線僅由兩點連成的一樣，一種溫标是由兩個固定的且可重複的溫度來定義的。
最初，在一标準大氣壓(760毫米水銀柱，或760托)時，攝氏溫标是定冰之熔點為0℃和水之沸點為100℃，絕對溫标是定絕對零度為0K和冰之熔點為273K，這樣，就等于有三個固定點而導緻溫度的不一緻，因為科學家希望這兩種溫标的度數大小相等，所以，每當進行關于這三點的相互關系的準确實驗時，總是其中一點的數值改變達百分之一度。僅有一固定點獲得國際承認，那就是水的“三相點”。1948年确定為273.16K，即絕對零度以上273．16度。當蒸氣壓等于一大氣壓時，水的正常冰點略低，為273．15K(=0℃=32°F)，水的正常沸點為373.15K(=100℃=212°F)。這些以攝氏溫标表示的固定點和其他一些次要的測溫參考點(即所謂的國際實用溫标)的實際值，以及在實驗室中為準确地獲得這些值的度量方法，均由國際權度委員會定期公布。
科學家在對絕對零度的研究中，發現了一些奇妙的現象。如氦本是氣體（氦是自然界中最難液化的物質），在-268.9℃時變成液體，當溫度持續降低時，原本裝在瓶子裡的液體，卻輕而易舉地從隻有0.01毫米的縫隙中，很容易地溢到瓶外去了，繼而出現了噴泉現象，液體的粘滞性也消失了。
絕對零度物體的溫度實際上就是原子在物體内部的運動。當我們感到一個物體比較熱的時候，就意味着它的原子在快速運動：當我們感到一個物體比較冷的時候，則意味着其内部的原子運動速度較慢。我們的身體是通過熱或冷來感覺這種運動的，而物理學家則是絕對溫标或稱開爾文溫标來測量溫度的。
按照這種溫标測量溫度，絕對溫度零度（0K）相當于攝氏零下273.15度（-273.15℃）被稱為“絕對零度”，是自然界中可能的最低溫度。在絕對零度下，原子的運動完全停止了，那麼就意味着我們能夠精确地測量出粒子的速度(0)。然而1890年德國物理學家馬克斯·普朗克引入的了普朗克常數表明這樣一個事實：粒子的速度的不确定性、位置的不确定性的乘積一定不能小于普朗克常數，這是我們生活着的宇宙所具有的一個基本物理定律(海森堡不确定關系)。那麼當粒子處于絕對零度之下，運動速度為零時，與這個定律相悖，因而我們可以在理論上得出結論，絕對零度是不可以達到的。
自然界最冷的地方是在回力棒星雲。那裡的溫度為零下272攝氏度，是目前所知自然界中最寒冷的地方，成為“宇宙冰盒子”。事實上，布莫讓星雲的溫度僅比絕對零度(零下273.15℃)攝氏度高1度多。這個“熱度”（因為實際上我們談到的溫度總是在絕對零度之上）是作為宇宙起源的大爆炸留存至今的熱度，事實上，這是證明大爆炸理論最顯著有效的證據之一。
事實上，在這樣的非常溫度下，物質呈現的既不是液體狀态，也不是固體狀态，更不是氣體狀态，而是聚集成唯一的“超原子”，它表現為一個單一的實體。
19世紀中期，開爾文男爵威廉·湯姆森定義了絕對溫度，在此規定下沒有物質的溫度能低于絕對零度。氣體的絕對溫度與它所包含粒子的平均能量有關，溫度越高，平均能量越高，而絕對零度是氣體的所有粒子能量都為零的狀态，這是一種理想的理論狀态。到了上世紀50年代，物理學家在研究中遇到了更多反常的物質系統，發現這一理論并不完全正确。
在正常溫度下，這種逆轉是不穩定的，原子會向内坍塌。他們也同時調整勢阱激光場，增強能量将原子穩定在原位。
現任美國麻省理工大學物理教授科特勒稱此最新成果為一項“實驗的絕技”。在實驗室裡，反常高能态在正溫度下很難産生，而在負絕對溫度下卻會變得穩定——“就像你能把一個金字塔倒過來穩穩的放着，而不必擔心它會倒。”克特勒指出，該技術使人們能詳細研究這些反常高能态，“也可能成為創造新物質形式的一條途徑。”
創造發現
逼近技術溫度紀錄
和外太空宇宙背景輻射的 3K 溫度做比較，實現玻色-愛因斯坦凝聚的溫度170*10^(-9)K 遠小于 3K，可是在實驗上要實現玻色-愛因斯坦凝聚是非常困難的。要制造出如此極低的溫度環境，主要的技術是鐳射（激光）冷卻和蒸發冷卻。
由德國、美國、奧地利等國科學家組成的一個國際科研小組在實驗室内創造了僅僅比絕對零度高0.5納開爾文的溫度紀錄，而此前的紀錄是比絕對零度高3納開。這是人類曆史上首次達到絕對零度以上1納開以内的極端低溫。
這個科研小組在美國《科學》雜志上發表論文介紹說，他們是在利用磁阱技術實現铯原子的玻色-愛因斯坦凝聚态(BEC)的實驗過程中創造這一紀錄的。參與研究的科學家大衛·普裡查德介紹說，将氣體冷卻到極端接近絕對零度的條件對于精确測量具有重要意義，他們的此次實驗成果有助于制造更為精确的原子鐘和更為精确地測定重力等。
玻色-愛因斯坦凝聚态是物質的一種奇特的狀态，處于這種狀态的大量原子的行為像單個粒子一樣。這裡的“凝聚”與日常生活中的凝聚不同，它表示原來不同狀态的原子突然“凝聚”到同一狀态。要實現物質的該狀态一方面需要達到極低的溫度，另一方面還要求原子體系處于氣态。華裔物理學家朱棣文曾因發明了激光冷卻和磁阱技術制冷法而與另兩位科學家分享了1997年的諾貝爾物理學獎。
科學家說，他們希望利用新達到的最低溫度發現一些物質的新現象，諸如在此低溫下原子在同一物體表面的狀态、在限定運動通道區域時的運動狀态等。因發現了“堿金屬原子稀薄氣體的玻色-愛因斯坦凝聚”這一新的物質狀态而獲得了2001年諾貝爾物理學獎的德國科學家評價說，首次達到絕對零度以上1納開以内的溫度是人類曆史上的一個裡程碑。
慕尼黑路德維格·馬克西米利安大學物理學家烏爾裡奇·施奈德解釋說，從技術上講，人們能從一條溫度曲線上讀出一系列溫度數，但這些數字表示的隻是它所含的粒子處于某個能量狀态的概率。通常，大部分粒子的能态處于平均或接近平均水平，隻有少數粒子在更高能态上下。理論上，如果這種位置倒轉，使多數粒子處于高能态而少數粒子在低能态，溫度曲線也會反過來，溫度将從正到負，低于絕對零度。2001年諾貝爾物理學獎獲得者沃爾夫岡·克特勒也曾證明，在磁場系統中存在負絕對零度。
施奈德和同事用鉀原子超冷量子氣體實現了這種負絕對零度。他們用激光和磁場将單個原子保持晶格排列。在正溫度下，原子之間的斥力使晶格結構保持穩定。然後他們迅速改變磁場，使原子變成相互吸引而不是排斥。施奈德說：“這種突然的轉換，使原子還來不及反應，就從它們最穩定的狀态，也就是最低能态突然跳到可能達到的最高能态。就像你正在過山谷，突然發現已在山峰。”
在正溫度下，這種逆轉是不穩定的，原子會向内坍塌。他們也同時調整勢阱激光場，增強能量将原子穩定在原位。這樣的結果是。這樣一來，氣體就實現了從高于絕對零度到低于絕對零度的轉變，約在負十億分之幾開氏度。
這項研究已經被發表在很多自然科學雜志上，這是人類在物理學上的重大突破，許多科學家表示這将為發現新的物質------暗物質提供了一條路徑。
最冷之地
智利天文學家發現了宇宙最冷之地，這個宇宙最冷之地就叫做“回力棒星雲”，那裡的溫度為零下272攝氏度，是目前所知自然界中最寒冷的地方，稱為“宇宙冰盒子”。事實上，布莫讓星雲的溫度僅比絕對零度(零下273.15℃)高将近1度。這個“熱度”（因為實際上我們談到的溫度總是在絕對零度之上）是作為宇宙起源的大爆炸留存至今的熱度，事實上，這是證明大爆炸理論最顯著有效的證據之一。
