Kryophysik

Die Kryophysik oder auch Tieftemperaturphysik ist ein Spezialgebiet der Physik, das sich mit der Erzeugung und der Messung sehr tiefer Temperaturen (< 80 Kelvin) sowie mit der Untersuchung von Materialeigenschaften und Prozessen bei diesen Temperaturen befasst. Die Technik zur Erzeugung tiefer Temperaturen (Kryotechnik) nutzt bis zu etwa 1 Kelvin die Gasverflüssigung, vor allem von Stickstoff (Siedetemperatur 77 Kelvin), Wasserstoff (20,4 Kelvin) und Helium (4,2 Kelvin), die verflüssigt als Kühlmittel in Kryostaten eingesetzt werden. Erniedrigt man den Dampfdruck über der Flüssigkeit, so nimmt die Temperatur noch weiter ab. Durch Abpumpen von flüssigem Helium 4 können damit 0,8 Kelvin erreicht werden. Tiefste Temperaturen bis in die Nähe des absoluten Nullpunktes werden mithilfe des elektrokalorischen und magnetokalorischen Effekts, spezieller Mischungseffekte bei suprafluidem Helium sowie der adiabatischen Entmagnetisierung erzielt. Durch Laserkühlung können stark verdünnte Gase (Atomstrahlen) in sehr kurzen Zeiten (einige Millisekunden) auf Temperaturen im Mikro-Kelvin-Bereich und darunter gekühlt werden. Technische Anwendung finden die Ergebnisse der Tieftemperaturphysik bei der Verflüssigung und Lagerung von Gasen. Verflüssigte Gase dienen u. a. auch als Kühlmittel für supraleitende Magnete, die z. B. in Teilchenbeschleunigern, Kernfusionsanlagen und in der Medizintechnik (bei der Kernspintomografie) die Erzeugung extrem starker Magnetfelder ermöglichen. In der Entwicklung befinden sich tiefgekühlte, supraleitende Kabel zur Energieübertragung.

2 Replies to “Kryophysik”

  1. Ich dachte, da kann man sich z.B. auch einfrieren lassen. Habe gelesen, dass manche schwerkranken Reichen sowas vorhaben. Und sich dann, wenn die Medizin in der Zukunft weiter ist, wieder auftauen lassen.

  2. Habe jetzt einen Bericht gelesen, wonach es ein Student aus Münster kürzlich geschafft hat, die Geschwindigkeit des Lichts um 75% zu verlangsamen. Das eigentlich durchbrechende ist die Tatsache, dass der Student dies bei Raumtemperatur unter Verwendung verschiedener holographischer Bauelemente geschafft hat. Bislang ist es Forschern weltweit nur gelungen unter Verwendung komplexer Laboraufbauten und bei absolut Null, sprich minus 273°C oder 0K. Anwendung könnte dies bei optischen Computern finden. Eventuell auch, dass es abends nicht mehr so schnell dunkel wird :-).

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