Применение низких температур в технике и физике

02.12.2020 19:20

Техника умеренного и глубокого охлаждения нашла широкое применения в различных отраслях промышленности и физических исследований. Благодаря этим методикам стало возможным промышленное получение жидких газов, изучение таких уникальных феноменов как сверхпроводимость.

Применение низких температур в технике и физике

Сжижение газов

Использование и транспортировка газов в жидком виде позволяют значительно упростить работу с этими веществами. Рекордсменом в этой области является жидкий гелий, который является самой холодной из всех жидкостей. С его помощью стало возможным создание уникальных исследовательских установок, различных приборов и достижение сверхпроводимости.

Не менее важно и производство жидкого кислорода. Он используется как окислитель в ракетной технике, в медицине и химических производствах.

Холодильные установки

Промышленные холодильные агрегаты позволяют длительно сохранять большие объемы продуктов питания. Такие устройства нужны в химической промышленности, металлургии и многих других отраслях. Многие производственные циклы нуждаются в холодильных установках, поэтому такие приборы постоянно совершенствуются и модифицируются для повышения эффективности работы. Чтобы понимать, как низкие температуры влияют на, например, белки или ДНК, используют низкотемпературные сканирующие зондовые микроскопы.

Сублимация

Сублимационная сушка вымораживанием в условиях вакуума – ценная методика консервации различных пищевых продуктов. Технология позволяет сохранить практически все полезные вещества в продукте, его внешний вид и аромат.

Сверхпроводимость

Для достижения сверхпроводимости необходимо охладить проводник до очень низких температур. При этом ток по такому материалу начинает течь без сопротивления и потерь. Сверхпроводники – ценный материал для физических исследований.

В перспективе сверхпроводящие магниты могут стать основой для создания управляемой термоядерной реакции, что даст человечеству практически бесконечный источник энергии.

Также этот феномен используется для создания квантовых компьютеров. Кубиты, которые являются базовой основой этой вычислительной техники могут существовать только при экстремально низких температурах.

Электроника

Различные криоэлектронные устройства, такие как переключатели, резонаторы, детекторы и множество других применяют в создании различных исследовательских инструментов. С их помощью удается создать измерительные приборы, обладающие высокой чувствительностью.

Перспективными материалами для электроники являются низкотемпературные полупроводники, использование которых в будущем позволит создать принципиально новые вычислительные устройства.

Источник - https://nanoafm.ru/