Для достижения температур, близких к абсолютному нулю (0 K, или -273,15 °C), используются несколько различных подходов в области охладительной техники. Наиболее распространённые методы включают:

Дилятаторные холодильники: Этот тип охладителей использует эффект охлаждения, связанный с расширением газов, таких как гелий-3 или гелий-4. При разжижении гелия он становится жидким, и при испарении этого газа температура системы может существенно снизиться.

Бозе-Эйнштейновский конденсат: При помощи лазерного охлаждения и методов магнитного охлаждения можно добиться состояния, когда несколько атомов начинают вести себя как единое квантовое целом. Это состояние достигается при температуре близкой к абсолютному нулю.

Магнитное охлаждение: Этот метод основан на использовании магнитных моментов атомов. При изменении магнитного поля, чтобы вытащить магнетизм из вещества, можно получить охлаждение.

Молекулярная динамика и лазерное охлаждение: В этом методе используются лазеры для замедления движения атомов. Уменьшая кинетическую энергию атомов, можно добиться низких температур.

Ограничения, которые накладывает квантовая механика, связаны, прежде всего, с невозможностью достичь абсолютного нуля. Согласно третьему закону термодинамики, невозможно завершить процесс охлаждения до 0 K за конечное число шагов или при помощи конечного количества энергии. Это связано с тем, что при приближении к абсолютному нулю системы обнаруживают совершенно новые квазичастицы и феномены, такие как сверхпроводимость и супер текучесть, которые сложно объяснить классическим образом.

Таким образом, хотя современные технологии достигают температур, близких к абсолютному нулю, физические законы ограничивают возможности дальнейшего снижения температуры.