La historia del desarrollo de la física de bajas temperaturas.
Sin embargo, quiero decirte que hay un lugar en la tierra que es mucho más frío que la Antártida, incluso por debajo de los -200 grados centígrados, y ese es el laboratorio de los físicos de bajas temperaturas. La física de bajas temperaturas es una materia que estudia los maravillosos cambios que se producen en diversas sustancias en entornos de temperaturas ultrabajas. Debe su nacimiento a la invención del frigorífico.
Hoy en día, cada hogar dispone de un frigorífico, en el que se pueden almacenar alimentos que no se van a consumir temporalmente. En la antigüedad no existía tal dispositivo, por lo que teníamos que cortar grandes trozos de hielo de los ríos helados en invierno y almacenarlos en sótanos hasta el verano, y luego poner la comida en el hielo para evitar que se estropeara.
En 1755, la química británica Karen inventó el primer frigorífico. Primero utilizó una bomba de aire para aspirar la superficie del agua, obligándola a evaporarse rápidamente. Este proceso absorbe calor de su entorno y de sí mismo y, finalmente, el agua se enfría y se congela.
En el siglo XIX, debido al desarrollo de la termodinámica, los científicos reconocieron más propiedades de los gases y comenzaron a licuarlos comprimiéndolos para reducir su volumen a temperatura ambiente. Con este método se pueden producir cloro líquido y dióxido de carbono líquido a menos diez grados centígrados y bajo una determinada presión. Luego, se deja que el cloro líquido o el dióxido de carbono líquido se evapore rápidamente a temperatura ambiente, y su temperatura descenderá bruscamente, alcanzando temperaturas tan bajas como decenas de grados bajo cero.
Desde entonces, la gente ha adoptado el método de refrigeración evaporativa segmentada. Primero se crea dióxido de carbono líquido y luego se evapora para enfriar los otros gases. De esta manera, la temperatura se reduce gradualmente y finalmente se pueden obtener temperaturas ultrabajas por debajo de -100°C. Con este método, los científicos han creado oxígeno y nitrógeno líquidos.
Pronto, el británico Hampson y el alemán Linde inventaron un nuevo método de refrigeración por compresión. Primero el gas se comprime fuertemente y luego se calienta. Después de enfriar a temperatura ambiente, se elimina la presión para permitir que se expanda. En el proceso, absorbe mucho calor, se enfría rápidamente y luego se comprime. Si repites esto, hará cada vez más frío. La gente utiliza este método para obtener temperaturas ultrabajas por debajo de -240°C y producir sucesivamente hidrógeno líquido e hidrógeno sólido.
A principios del siglo XX, la científica holandesa Agnes comenzó a cuestionar el objetivo del cero absoluto. Primero produjo hidrógeno líquido, luego usó el hidrógeno líquido para enfriar el helio a -255°C, y luego dejó que se expandiera y se enfriara. Finalmente, alcanzó una temperatura ultrabaja de -269°C, y el helio se volvió incoloro. y líquido transparente. Agnes continuó sus esfuerzos y enfrió la temperatura a -272°C, cerca del cero absoluto, pero aún así no logró obtener helio sólido. La razón es que incluso en el cero absoluto, las moléculas de helio todavía tienen una pequeña cantidad de energía interna, también conocida como "energía del punto cero". Es la única sustancia conocida actualmente que no se congelará ni siquiera en el cero absoluto. No fue hasta 1926 que los científicos crearon helio sólido a 25 atmósferas y -272°C. Agnes ganó el Premio Nobel de Física en 1913.