В погоне за абсолютным нулем
Криогенные жидкости, способные охлаждать вещества до экстремально низких температур, открывают перед наукой невероятные возможности. От сверхпроводимости до квантовых вычислений – эти субстанции помогают исследователям ставить рекорды и совершать прорывы в физике. Современные эксперименты приближают нас к границам термодинамически возможного, бросая вызов самому понятию холода.
Жидкий гелий: король сверхнизких температур
Среди всех криогенных жидкостей гелий занимает особое место. При охлаждении до -269°C (4,2 K) он переходит в жидкое состояние, позволяя изучать явления, невозможные при более высоких температурах.
Рекордный эксперимент:
-
В 2021 году в ЦЕРНе с помощью жидкого гелия охладили сверхпроводящие магниты Большого адронного коллайдера до 1,9 K – это холоднее, чем в открытом космосе.
-
Уникальное свойство гелия-II (сверхтекучей фазы) позволяет ему просачиваться через микроскопические отверстия, что используется в прецизионных экспериментах по квантовой механике.
Жидкий водород: на грани возможного
Охлажденный до -253°C (20 K), жидкий водород представляет собой не только мощное ракетное топливо, но и объект передовых исследований:
-
В NASA разрабатывают системы хранения жидкого водорода для космических миссий, где малейший нагрев приводит к испарению и потерям топлива.
-
Ученые изучают металлический водород, который может существовать при сверхвысоких давлениях и экстремальном охлаждении – потенциальный сверхпроводник комнатной температуры.
Азот vs. кислород: битва криогенных гигантов
Жидкий азот (-196°C) и жидкий кислород (-183°C) – самые доступные криогенные жидкости, но их применение выходит далеко за рамки промышленного использования:
-
В 2023 году физики из MIT использовали жидкий азот для охлаждения квантовых процессоров до температур, при которых исчезает тепловой шум.
-
Жидкий кислород в металлической форме (получаемый под давлением) демонстрирует необычные магнитные свойства, открывая новые горизонты в материаловедении.
Экстремальные эксперименты: ниже 1 кельвина
Чтобы преодолеть барьер в 1 K, ученые используют сложные методы:
-
Ядерное размагничивание – технология, позволившая достичь 0,000001 K в эксперименте 2020 года (Хельсинкский технологический университет).
-
Лазерное охлаждение – метод, за который была присуждена Нобелевская премия по физике, сегодня позволяет охлаждать атомы до нанокельвинов.
Криогеника будущего: квантовые технологии и космос
Перспективы криогенных жидкостей связаны с революционными направлениями:
-
Квантовые компьютеры требуют температур близких к абсолютному нулю для стабильной работы кубитов.
-
Космические телескопы типа JWST используют криогенное охлаждение для работы инфракрасных датчиков.
-
Сверхпроводящие сети могут появиться в энергосистемах будущего благодаря высокотемпературной сверхпроводимости.
Заключение: пределы холода еще не достигнуты
Криогенные жидкости продолжают расширять границы научных исследований. Каждый новый рекорд по охлаждению вещества приносит неожиданные открытия – от новых состояний материи до прорывов в энергетике. В погоне за абсолютным нулем ученые не только ставят температурные рекорды, но и переписывают законы физики, какими мы их знаем.
На нашем сайте Вы можете приобрести криогенные жидкости (жидкий кислород, азот, аргон, углекислота) в баллонах с доставкой. Мы на протяжении 19 лет производим и доставляем технические газы строительным, производственным и пищевым компаниям. С нами Вы получите максимальную прибыль за счет оперативной доставки, а высочайшее качество технических газов и сварочных смесей, сократит износ оборудования и значительно ускорит сварочные работы.
Наши контакты
Тел.: +7 (495) 763-13-43
Тел.: +7 (495) 763-13-56
Email: megatradegas@mail.ru