Simbol al frigului, gheata nu este, totusi, cea mai rece substanta. Dar ce este mai rece decat gheata? Nu, nu este fosta ta iubita, ci gazele artificiale criogenice. Pregateste-te sa tremuri!

Cand ne gandim la frig, prima imagine care ne vine in minte este adesea cea a ghetii. Aceasta substanta familiara se formeaza atunci cand apa ajunge la zero grade Celsius. Pana aici, totul este bine. Dar, desi gheata poate fi racita la temperaturi mult mai scazute, in special in congelatoarele noastre la -10°C sau chiar -20°C, exista temperaturi mult mai extreme, atinse prin procese sofisticate ale stiintei moderne.

Frigul de dincolo de gheata: gazele criogenice

Pentru a intelege cu adevarat ce este mai rece decat gheata, trebuie sa apelam la gazele criogenice. Aceste substante sunt racite la temperaturi extrem de scazute, cu mult sub ceea ce pot oferi congelatoarele noastre casnice. Doua exemple sunt esentiale in acest domeniu: azotul lichid si heliul lichid.

Azotul lichid, utilizat adesea in aplicatii industriale si stiintifice, atinge temperaturi ametitoare de -196°C. Acest gaz, prezent in atmosfera terestra, este racit pana la punctul sau de lichefiere, ceea ce il face util pentru experimentele in care sunt necesare temperaturi foarte scazute. Prin comparatie, acesta este de aproape 20 de ori mai rece decat gheata.

Dar si mai impresionant este faptul ca heliul lichid reprezinta o alta categorie de frig extrem. Acest gaz rar este racit la o temperatura de -269°C, aproape de zero absolut, limita teoretica la care inceteaza orice agitatie moleculara. La aceasta temperatura, heliul lichid este de 100 de ori mai rece decat gheata din congelatorul dumneavoastra”, a explicat pentru France Inter Julien Bobroff, fizician si profesor la Universitatea Paris-Saclay.

De ce sunt gazele atat de reci?

Criogenia, studiul si utilizarea temperaturilor extrem de scazute, este un domeniu-cheie in fizica si inginerie, asa cum este definit de Comisariatul francez pentru energie atomica (CEA). Azotul lichid, de exemplu, este utilizat pe scara larga pentru conservarea celulelor, tesuturilor biologice si chiar a probelor de vaccin. La randul sau, heliul lichid este esential pentru progresele stiintifice in domeniul fizicii cuantice, in special in studiile privind superconductorii, materiale capabile sa conduca electricitatea fara rezistenta la temperaturi foarte scazute. Gazele criogenice sunt, de asemenea, esentiale pentru dezvoltarea tehnologiilor spatiale: ele au contribuit la dezvoltarea motoarelor utilizate in propulsia spatiala, in special cele utilizate in motoarele rachetelor Ariane.

Explorarea zeroului absolut

Zero absolut, corespunzand la -273,15°C, este cea mai scazuta temperatura teoretica din univers, la care atomii s-ar opri complet din miscare. Desi oamenii de stiinta nu au atins inca aceasta temperatura in termeni practici, ei se apropie din ce in ce mai mult de acest prag cu instrumente precum heliul lichid. In 2021, o echipa de cercetatori germani si francezi a inregistrat o temperatura de 38 picokelvin, doar 38 de trilionimi de Kelvin peste zero absolut. Un record care a durat doar doua secunde, dar care constituie o performanta stiintifica.

Interesul pentru aceste temperaturi extreme depaseste cu mult simpla curiozitate stiintifica. Intelegerea comportamentului materialelor la temperaturi apropiate de zero absolut ar putea revolutiona domenii precum calculul cuantic, in care superconductorii raciti cu heliu lichid sunt utilizati pentru a procesa informatii mult mai eficient decat calculatoarele traditionale.

Simbol al frigului, gheata este doar inceputul scarii temperaturilor scazute. Datorita gazelor criogenice precum azotul lichid si heliul, oamenii de stiinta exploreaza lumi in care temperaturile sunt de sute de ori mai scazute decat cele pe care le putem experimenta in mod natural pe Pamant, deschizand calea unor descoperiri fascinante despre comportamentul materiei in aceste conditii extreme.

Sursa: https://www.caminteresse.fr/sciences/qu-est-ce-qui-est-plus-froid-que-la-glace-11197239/