Алексей Замятин ошибается, достигнута температура в несколько миллиКельвин.
По существу ответить можно на разных уровнях - так чтоб годилось в садике, в школе, в университете. Попробую вкратце: тепловое расширение обусловлено ангармонизмом тепловых колебаний атомов. То есть асимметричностью зависимости силы межатомного взаимодействия от межатомного расстояния. Ниже размещен рисунок. Поясню: V(R) - потенциал межатомного взаимодействия в зависимости от расстояния. R0 - это расстояние, соответствующее минимуму потенциала, т. е. то расстояние, которое энергетически выгодно. Именно оно соответствует равновесному при данных условиях (температура, давление, проч. параметры) . Горизонтальная стрелка показывает изменение расстояния при определенной температуре вследствие тепловых колебаний. Видно, что из-за асимметрии функции область отклонения в сторону бОльшего радиуса больше, чем в сторону меньшего радиуса. Поэтому при повышении температуры межатомные расстояния увеличиваются.