El estado fundamental de un sistema mecánico cuántico representa a su estado de energía más bajo posible; la energía del estado fundamental se conoce también como la energía de punto cero del sistema. Por estado excitado se entiende a cualquier estado con energía superior a la del estado fundamental. El estado fundamental en teoría cuántica de campos se conoce comúnmente como vacío cuántico o vacío. Si existe más de un estado fundamental, se entiende que son degenerados. Muchos sistemas tienen estados fundamentales degenerados, tales como el átomo de hidrógeno. Se desprende que la degeneración ocurre cuando un operador unitario no trivial conmuta con el Hamiltoniano del sistema. De acuerdo con el tercer principio de la termodinámica un sistema a temperatura de cero absoluto se encuentra en su estado fundamental, ya que su entropía se determina por la degeneración del estado fundamental. Muchos sistemas, tales como una estructura cristalina perfecta, tienen un estado fundamental único, y por tanto, tienen entropía cero cuando se encuentran a cero absoluto, ya que logaritmo de 1 es 0. También es posible para el estado de mayor excitación, tener temperatura de cero absoluto en los sistemas que exhiben temperatura negativa.

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The ground state of a quantum mechanical system is its lowest-energy state; the energy of the ground state is known as the zero-point energy of the system. An excited state is any state with energy greater than the ground state. The ground state of a quantum field theory is usually called the vacuum state or the vacuum. If more than one ground state exists, they are said to be degenerate. Many systems have degenerate ground states. Degeneracy occurs whenever there exists a unitary operator which acts non-trivially on a ground state and commutes with the Hamiltonian of the system. According to the third law of thermodynamics, a system at absolute zero temperature exists in its ground state; thus, its entropy is determined by the degeneracy of the ground state. Many systems, such as a perfect crystal lattice, have a unique ground state and therefore have zero entropy at absolute zero. It is also possible for the highest excited state to have absolute zero temperature for systems that exhibit negative temperature.

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