¿Por qué la temperatura de Fermi no es cero?

La temperatura se establece en cero para definir la energía de Fermi porque$T=0$corresponde al estado fundamental de este sistema electrónico. Los electrones siguen moviéndose con su movimiento de punto cero y la temperatura de Fermi corresponde a este movimiento. Teniendo en cuenta que los electrones no contribuyen mucho a la capacidad calorífica de un material a granel, los electrones pueden tener energías cinéticas relativamente altas sin elevar apreciablemente la temperatura del sistema total.

En una descripción semiclásica, si pensamos que la temperatura está relacionada con la energía cinética y, por lo tanto, con la velocidad de los electrones, el principio de exclusión de Pauli impide que todos los electrones estén en el mismo estado, lo que significa que la gran mayoría de los electrones deben estar en el mismo estado. tienen energía cinética distinta de cero (ya que no todos pueden estar en estados de energía cinética cero, o más correctamente, no todos pueden tener un impulso cero). Por lo tanto, incluso a temperatura cero (el estado de energía más bajo de todo el sistema), los electrones todavía se están moviendo, la energía del sistema no es cero. La energía de Fermi es la energía de los electrones más rápidos, y la temperatura de Fermi es la temperatura que corresponde a esta energía por la misma fórmula que proporcionaste.