سردی شناسی

از ویکیجو | دانشنامه آزاد پارسی
پرش به ناوبری پرش به جستجو

سردی‌شناسی (cryogenics)
(یا: سرمازایی) علم بررسی دماهای بسیار کم و متمایل به صفر مطلق[۱]. تولید دماهای بسیار کم و بهره‌برداری از ویژگی‌های خاص مرتبط با این دماها، مانند ازبین‌رفتن مقاومت الکتریکی (اَبَررسانندگی[۲]) را نیز دربر می‌گیرد. دماهای کم را با استفاده از اثر ژول ـ تامسون[۳] (سرمایش گاز براثر کاری که حین انبساط انجام می‌دهد) پدید می‌آورند. گازهایی مانند اکسیژن، هیدروژن، و هلیوم را با این روش به مایع تبدیل می‌کنند و می‌شود دما را تا ۰.۳ درجۀ کلوین پایین برد. سرمایش بیشتر نیازمند روش‌های مغناطیسی است: ماده‌ای مغناطیسی را که با جسم موردنظر برای سرمایش و هلیوم مایع در تماس است، به کمک میدان مغناطیسی شدیدی مغناطیده می‌کنند. گرمای تولیدشده در این فرآیند را هلیوم مایع جذب می‌کند. سپس، دمای این ماده، وقتی‌که وامغناطیده می‌شود، روبه کاهش می‌گذارد. با این روش توانسته‌اند تا دمای حدود ۳-۱۰ درجۀ کلوین پایین بروند. دماهای بسیار کمتر، حدود چندمیلیاردیم بالاتر از صفر مطلق را با به‌دام انداختن اتم‌های گاز در مُلاس اپتیکی[۴]، متشکل از باریکه‌های لیزری متقاطع که منجربه کندسازی اتم‌ها می‌شود، به‌دست می‌آورند. در دماهای نزدیک به صفر مطلق، مواد ممکن است خواص غیرعادی از خود نشان دهند. بعضی فلزات، مثل جیوه و سرب، ابررسانا می‌شوند. هلیوم مایع وقتی به دمای پایین‌تر از دو درجۀ کلوین برسد سرد می‌شود، گران‌روی‌[۵]اش را از دست می‌دهد و به «ابرشاره[۶]» تبدیل و روی دیواره‌های ظرف جاری می‌شود. زمزاییک دارای چندین کاربرد عملی است؛ ازجمله زم‌درمانی[۷] که فرآیندی است که در جراحی چشم کاربرد دارد و در آن برای ترمیم پارگی شبکیه در کوتاه‌مدت از کاونده‌ای بسیار سرد استفاده می‌کنند. وسایلی الکترونیکی، با نام پیوندگاه‌های جوزفسون[۸]، که در رایانه‌های بسیار سریع به‌کار می‌روند نیز برای عملکرد نیاز به دمای کم دارند. دستگاه‌ بالابر مغناطیسی (مَگ لِو)[۹] را باید در دماهای کم نگهداری کرد. غذاهای منجمدشده را در این دماها می‌توان سال‌های طولانی نگهداری کرد و منجمدسازی تخمک، اسپرم، و پیش‌رویان‌ها امروزه بسیار عادی است.

 


  1. absolute zero
  2. superconductivity
  3. Joul-Kelvin effect
  4. optical molasses
  5. viscosity
  6. superfluid
  7. cryotherapy
  8. Josephson junctions
  9. (magnetic levitation system (maglev