Gibt es negative absolute Temperaturen?

Geb. 1943, Dipl.-Phys. (7/1969), Promotion (5/1972), Habilitation (2/1979) an der TU Karlsruhe; Arbeitsgebiete: optische und elektronische Vorgänge in Halbleitern und Isolatoren; visiting scolar (1/1980 bis 2/1981) am IBM-Research Center in Yorktown Heights, U.S.A. Ab 10/1981 Mitarbeiter und ab 1986 Leiter der Abteilung Festkörperphysik bei Schott, Mainz: Grundlagenarbeiten, Photochromie, optische Gläser, Lasergläser. 10/1992 bis 8/1996 Professor für Physik, Technische Optik und Mathematik an der Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/ Göttingen. Ab 9/1996 TU Berlin, Professor für Werkstoffwissenschaften mit dem Schwerpunkt Glaswerkstoffe, Gutachter für Zeitschriften und bei Gerichten. Ab 10/2008 Aktivitäten im Ruhestand.

In den statistischen Verteilungsfunktionen kann die Temperatur formal positive und negative Werte annehmen. An Hand von Teilchen mit nur zwei Zuständen wird stellvertretend gezeigt, dass negative Temperaturen in der Thermodynamik nicht begründet werden können, da der Übergang von positiven zu „negativen“ Temperaturen durch Heizung oder Kühlung nicht möglich ist. Der umgekehrte Weg hingegen ist infolge von spontaner Relaxation möglich. Dies zeigt, dass die Besetzung der Ausgangszustände bei angeblich negativer Temperatur nicht im thermischen Gleichgewicht ist. Nimmt man aber trotzdem thermisches Gleichgewicht an, so führt dies für den Carnot-Wirkungsgrad von thermischen Maschinen zu Werten größer als 1, was dem Energiesatz widerspricht.

Diskussionsleitung: Prof. Dr. Helmut A. Schaeffer