1. Moleculaire beweging:Bij het absolute nulpunt nadert de kinetische energie van moleculen de laagst mogelijke waarde. Moleculen verliezen bijna al hun vibratie-, rotatie- en translatiebewegingen. Als gevolg hiervan stopt de moleculaire beweging effectief en bereikt de materie een toestand die kwantumdegeneratie wordt genoemd.

2. Kwantumtoestanden:Op het absolute nulpunt bezetten moleculen hun laagst mogelijke kwantumtoestanden. Kwantumeffecten worden dominant en deeltjes, zoals elektronen, volgen strikte kwantummechanische regels. De moleculaire energieniveaus zijn minimaal en moleculaire orbitalen worden op een specifieke en geordende manier bezet.

3. Verminderde entropie:Entropie, een maatstaf voor wanorde in een systeem, bereikt zijn absolute minimum bij nul temperaturen. Dit betekent dat moleculen een zeer geordende en georganiseerde structuur vormen. Moleculaire trillingen en rotaties dragen niet bij aan entropie, wat resulteert in een perfecte kristallijne opstelling.

4. Supergeleiding en superfluïditeit:Bepaalde materialen vertonen bijzondere eigenschappen wanneer ze worden afgekoeld tot extreem lage temperaturen. Sommige metalen worden bijvoorbeeld supergeleiders en verliezen alle elektrische weerstand, terwijl sommige vloeistoffen supervloeistoffen worden en een wrijvingsloze stroming en geen viscositeit vertonen.

5. Thermodynamische implicaties:De derde wet van de thermodynamica stelt dat wanneer de temperatuur het absolute nulpunt nadert, de entropie van een zuivere kristallijne substantie nul bereikt. Dit heeft gevolgen voor verschillende thermodynamische berekeningen en interpretaties van moleculair gedrag bij ultralage temperaturen.

Hoewel het theoretisch mogelijk is om het absolute nulpunt te bereiken, is dit in de praktijk ongelooflijk moeilijk te bereiken, en slechts minieme hoeveelheden van bepaalde materialen zijn voor experimentele doeleinden tot zulke extreme temperaturen afgekoeld. De meeste toepassingen in de echte wereld, zoals kwantumcomputers en de fysica van de gecondenseerde materie, richten zich op het bereiken van een paar duizendsten van een graad boven het absolute nulpunt.