Cronología de la tecnología de baja temperatura

La siguiente es una cronología de la tecnología de baja temperatura y la tecnología criogénica (refrigeración hasta casi el cero absoluto, es decir, –273,15 °C, –459,67 °F o 0 K). También enumera hitos importantes en termometría, termodinámica, física estadística y calorimetría, que fueron cruciales en el desarrollo de sistemas de baja temperatura.

Antes del siglo XIX

• c.1700 BC – Zimri-Lim, gobernante de Mari en Siria, ordenó la construcción de una de las primeras casas de hielo cerca del Eufrates.
• c.500 BC – El yakhchal (que significa "piso de hielo" en Persa) es un antiguo tipo de frigorífico persa. La estructura se formó de un mortero resistente a la transmisión de calor, en forma de cúpula. La nieve y el hielo se almacenaban bajo el suelo, permitiendo efectivamente el acceso al hielo incluso en meses calientes y permitiendo la preservación prolongada de alimentos. A menudo un badgir se unió con el yakhchal para frenar la pérdida de calor. Los refrigeradores modernos todavía se llaman Yakhchal en Persa.
• c.60 dC - Hero de Alejandría sabía del principio de que ciertas sustancias, en particular aire, expansión y contrato, y describió una demostración en la que un tubo cerrado parcialmente lleno de aire tenía su fin en un recipiente de agua. La expansión y contracción del aire causó la posición de la interfaz de agua/aire para moverse a lo largo del tubo. Este fue el primer principio establecido del comportamiento del gas frente a la temperatura, y el principio de los primeros termómetros más adelante. La idea podría predarle aún más (Empedocles of Agrigentum en su libro de 460 B.C. sobre la naturaleza).
• 1396 d.C. - Almacenes de almacenamiento de hielo llamados "Dong-bing-go-tango" (que significan "almacén de almacenamiento de hielo" en coreano) y Seo-bing-go ("el almacén de almacenamiento de hielo más bajo") fueron construidos en Han-Yang (actualmente Seúl, Corea). Los edificios albergaban hielo que se recogía del río Han congelado en enero (por calendario lunar). El almacén estaba bien aislado, proporcionando a las familias reales hielo en los meses de verano. Estos almacenes fueron cerrados en 1898 DC, pero los edificios todavía están intactos en Seúl.
• 1593 – Galileo Galilei construye un primer termoscopio moderno. Pero es posible que la invención fuera por Santorio Santorio o independientemente alrededor del mismo tiempo por Cornelis Drebbel. El principio de operación fue conocido en Grecia antigua.
• c.1611-1613 – Francesco Sagredo o Santorio Santorio, pusieron una escala numérica en un termoscopio.
• 1617 – Giuseppe Biancani publica el primer diagrama claro del termoscopio
• 1638 – Robert Fludd describe el termómetro con una escala, utilizando el principio del termómetro aéreo con columna de aire y agua líquida.
• 1650 – Otto von Guericke diseñó y construyó la primera bomba de vacío del mundo y creó el primer vacío mundial conocido como los hemisferios de Magdeburg para refutar la suposición de larga data de Aristóteles de que "la naturaleza aborrece un vacío".
• 1656 – Robert Boyle y Robert Hooke construyeron una bomba de aire en este diseño.
• 1662 – La ley de Boyle (la ley de gas relativa presión y volumen) se demuestra utilizando una bomba de vacío
• 1665 – Boyle teoriza una temperatura mínima en Nuevos experimentos y observaciones que tocan a Cold.
• 1679 – Denis Papin – válvula de seguridad
• 1702 – Guillaume Los amontons calculan primero cero absoluto para ser −240 °C usando un termómetro de aire de su propia invención (1702), teorizando en este punto el gas alcanzaría cero volumen y cero presión.
• 1714 – Daniel Gabriel Fahrenheit inventó el primer termómetro fiable, utilizando mercurio en lugar de mezclas de alcohol y agua
• 1724 – Daniel Gabriel Fahrenheit propone una escala Fahrenheit, que tenía una escala más fina y una mayor reproducibilidad que los competidores.
• 1730 – René Antoine Ferchault de Réaumur inventó un termómetro de alcohol y escala de temperatura en última instancia resultó ser menos confiable que el termómetro de mercurio de Fahrenheit.
• 1742 – Anders Celsius propuso una escala con cero en el punto de ebullición y 100 grados en el punto de congelación del agua. Más tarde fue cambiado para ser el otro lado, en la entrada de la academia sueca de la ciencia.
• 1755 - William Cullen utilizó una bomba para crear un vacío parcial sobre un recipiente de éter de dietil, que luego hirió, absorbiendo el calor del aire circundante.
• 1756 – La primera demostración pública documentada de refrigeración artificial por William Cullen
• 1782 – Antoine Lavoisier y Pierre-Simon Laplace inventan el calorímetro del hielo
• 1784 – Gaspard Monge licuó el primer gas que produce dióxido de azufre líquido.
• 1787 – Ley de Carlos (Ley de Gas, relativa volumen y temperatura)

Siglo XIX

• 1802 – John Dalton escribió "la reducibilidad de todos los fluidos elásticos de cualquier tipo, en líquidos"
• 1802 – Ley Gay-Lussac (Ley Gas, relativa a la temperatura y la presión).
• 1803 – Caja de hielo nacional
• 1803 – Thomas Moore de Baltimore, Md. recibió una patente sobre refrigeración.
• 1805 – Oliver Evans diseñó el primer circuito cerrado de refrigeración basado en el ciclo de refrigeración de vapor-compresión.
• 1809 – Jacob Perkins patentó la primera máquina de refrigeración
• 1810 – John Leslie congela el agua al hielo utilizando una bomba de aire.
• 1811 – La ley de Avogadro es una ley de gas
• 1823 – Michael Faraday amoníaco licuado para causar enfriamiento
• 1824 – Sadi Carnot – el Ciclo de Carnot
• 1834 – Ley de gas ideal por Émile Clapeyron
• 1834 – Émile Clapeyron caracteriza las transiciones de fase entre dos fases en forma de relación Clausius-Clapeyron.
• 1834 – Jacob Perkins obtuvo la primera patente para un sistema de refrigeración de vapor-compresión.
• 1834 – Jean-Charles Peltier descubre el efecto Peltier
• 1844 – Charles Piazzi Smyth propone el enfriamiento de confort
• c.1850 – Michael Faraday hace una hipótesis de que las sustancias heladas aumentan su constante dieléctrica.
• 1851 – John Gorrie patentó su máquina de refrigeración mecánica en Estados Unidos para hacer hielo para enfriar el aire
• 1852 – James Prescott Joule y William Thomson, el primer Barón Kelvin descubre Joule–Thomson efecto
• 1856 – James Harrison patentó un sistema de refrigeración de compresión de vapor líquido de éter y desarrolló la primera sala práctica de fabricación de hielo y refrigeración para su uso en las industrias de producción y embalaje de carne de Geelong, Victoria, Australia.
• 1856 – Agosto Krönig fundación simplista de la teoría cinética de los gases.
• 1857 – Rudolf Clausius crea una sofisticada teoría de gases basados incluyendo todos los grados de libertad, así deriva la relación Clausius-Clapeyron de principios básicos.
• 1857 – Carl Wilhelm Siemens, el ciclo de Siemens
• 1858 – Julius Plücker observó por primera vez algún efecto de bombeo debido a la descarga eléctrica.
• 1859 – James Clerk Maxwell determina la distribución de velocidades y energías cinéticas en un gas, y explica la propiedad emergente de temperatura y calor, y crea una primera ley de mecánica estadística.
• 1859 – Ferdinand Carré – El primer sistema de refrigeración de absorción de gas mediante amoníaco gaseoso disuelto en agua (referido como "aqua ammonia")
• 1862 – Alexander Carnegie Kirk inventa la máquina del ciclo del aire
• 1864 – Charles Tellier patentó un sistema de refrigeración usando éter de dimetilo
• 1867 - Thaddeus S. C. Lowe patentó un sistema de refrigeración usando dióxido de carbono, y en 1869 hizo máquina de fabricación de hielo utilizando dióxido de carbono seco. El mismo año Lowe compró un buque de vapor y puso un dispositivo de refrigeración basado en compresores en él para el transporte de carne congelada.
• 1867 — Inmigrante francés Eugene Dominic Nicolle disolvió amoníaco en agua para alcanzar una temperatura de -20oC en una habitación sellada. Junto con otro nuevo australiano, el industrial Sir Thomas Mort —que en 1867 construyó las primeras heladas utilizando esta idea en Balmain— y con la ayuda del político NSW, Augustus Morris, superó la desconfianza del público de los alimentos congelados revelando el hecho a un público del influyente (después de su comida estatal) el 2 de septiembre de 1875.
• 1869 – Charles Tellier instaló una planta de almacenamiento frío en Francia.
• 1869 – Thomas Andrews descubre la existencia de un punto crítico en los fluidos.
• 1871 – Carl von Linde construyó su primera máquina de compresión de amoníaco.
• c.a. 1873 – Van der Waals publica y propone un modelo de gas real llamado más tarde una ecuación de Van der Waals.
• 1875 - Raoul Pictet desarrolla una máquina de refrigeración usando dióxido de azufre para combatir problemas de alta presión de amoníaco cuando se utiliza en climas tropicales (principalmente para el envío de carne).
• 1876 – Carl von Linde equipo patentado para licuar el aire usando el proceso de expansión Joule Thomson y enfriamiento regenerativo
• 1877 – Raoul Pictet y Louis Paul Cailletet, trabajando por separado, desarrollan dos métodos para licuar el oxígeno.
• 1879 – Máquina Bell-Coleman
• 1882 – William Soltau Davidson equipó una unidad de refrigeración de compresión al buque neozelandés Dunedin
• 1883 – Zygmunt Wróblewski condensa cantidades experimentalmente útiles de oxígeno líquido
• 1885 – Zygmunt Wróblewski publicó la temperatura crítica del hidrógeno como 33 K; presión crítica, 13.3 atmósferas; y punto de ebullición, 23 K.
• 1888 – Loftus Perkins desarrolla la cámara fría "Arktos" para preservar los alimentos, utilizando un sistema de absorción de amoníaco temprano.
• 1892 – James Dewar inventa el frasco de Dewar con aislamiento al vacío
• 1895 – Carl von Archivos de Linde para la protección de patentes del ciclo Hampson-Linde para la licuación del aire atmosférico u otros gases (aprobado en 1903).
• 1898 – James Dewar condensa hidrógeno líquido utilizando refrigeración regenerativa y su invención, el frasco de vacío.

Siglo XX

• 1905 – Carl von Linde obtiene oxígeno líquido puro y nitrógeno.
• 1906 – Willis Carrier patenta la base para el aire acondicionado moderno.
• 1908 – Heike Kamerlingh Onnes licua helio.
• 1911 – Heike Kamerlingh Onnes revela su investigación sobre el fenómeno metálico de baja temperatura caracterizado por ninguna resistencia eléctrica, llamándolo superconductividad.
• 1915 – Wolfgang Gaede – la bomba de Difusión
• 1920 – Edmund Copeland y Harry Edwards usan iso-butano en pequeños refrigeradores.
• 1922 – Baltzar von Platen y Carl Munters inventan el enfriador de absorción de 3 fluidos, impulsado exclusivamente por el calor.
• 1924 – Fernand Holweck – la bomba Holweck
• 1926 – Albert Einstein y Leó Szilárd inventan el refrigerador de Einstein.
• 1926 – Willem Hendrik Keesom solidifica el helio.
• 1926 – General Electric Company presentó el primer compresor hermético refrigerador
• 1929 - David Forbes Keith de Toronto, Ontario, Canadá recibió una patente para la bola de hielo que ayudó a cientos de miles de familias a través de los años treinta.
• 1933 – William Giauque y otros – Refrigeración de desmagnetización adiabática
• 1937 – Pyotr Leonidovich Kapitsa, John F. Allen y Don Misener descubren la superfluididad usando helio-4 a 2.2 K
• 1937 – Frans Michel Penning inventa un tipo de caucho de vacío de cátodo frío conocido como manómetro Penning
• 1944 – Manne Siegbahn, la bomba de Siegbahn
• 1949 – S.G. Sydoriak, E.R. Grilly, E.F. Hammel, primeras medidas en puro 3He en el rango de 1 K
• 1950 - Invención del denominado enfriador Gifford-McMahon por K.W. Taconis (patente US2,567,454)
• 1951 – Heinz Londres inventa el principio del refrigerador de dilución
• 1955 – Willi Becker turbomolecular bomba concepto
• 1956 – G.K. Walters, W.M. Fairbank, descubrimiento de separación de fases en mezclas 3He-4He
• 1957 – Lewis D. Hall, Robert L. Jepsen y John C. Bomba de iones de Helmer basado en la descarga de pene
• 1959 – Ciclo Kleemenko
• 1960 - Invención del enfriador Gifford-McMahon por H.O. McMahon y W.E. Gifford
• 1965 – D.O. Edwards, y otros, descubrimiento de la solubilidad finita de 3He en 4He en 0K
• 1965 – P. Das, R. de Bruyn Ouboter, K.W. Taconis, refrigerador de dilución instantánea
• 1966 – H.E. Hall, P.J. Ford, K. Thomson, refrigerador de dilución continua
• 1972 – David Lee, Robert Coleman Richardson y Douglas Osheroff descubren superfluididad en helio-3 a 0.002 K.
• 1973 – Compresor lineal
• 1978 – Enfriamiento láser demostrado en los grupos de Wineland y Dehmelt.
• 1983 - Heladera de tubo de orificio inventada por Mikulin, Tarasov y Shkrebyonock
• 1986 – Karl Alexander Müller y J. Georg Bednorz descubren superconductividad de alta temperatura
• 1995 – Eric Cornell y Carl Wieman crean el primer condensado Bose-Einstein, utilizando un gas diluido de Rubidium-87 refrigerado a 170 nK. Ganaron el Premio Nobel de Física en 2001 por BEC.
• 1999 – D.J. Cousins y otros, refrigerador de dilución alcanzando 1,75 mK
• 1999 - El récord mundial actual de temperatura más baja se fijó en 100 picokelvins (pK), o 0.000 000 000 000 1 de un kelvin, enfriando los giros nucleares en un pedazo de metal rhodium.

Siglo XXI

• 2000 - Se reportaron temperaturas de giro nuclear por debajo de 100 pK para un experimento en el laboratorio de baja temperatura de la Universidad de Tecnología de Helsinki en Espoo, Finlandia. Sin embargo, esta era la temperatura de un grado particular de libertad, una propiedad cuántica llamada giro nuclear, no la temperatura termodinámica promedio general para todos los grados posibles de libertad.
• 2014 - Científicos de la colaboración CUORE en el Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italia enfriaron un vaso de cobre con un volumen de un metro cúbico a 0.006 kelvins (−273.144 °C; −459.659 °F) durante 15 días, estableciendo un registro para la temperatura más baja del universo conocido sobre un volumen tan grande contiguo
• 2015 - Los físicos experimentales del Massachusetts Institute of Technology (MIT) enfriaron con éxito moléculas en un gas de potasio sodio a una temperatura de 500 nanokelvins, y se espera que exhiba un estado exótico de la materia enfriando estas moléculas un poco más.
• 2015 - Un equipo de físicos atómicos de la Universidad de Stanford utilizó una técnica de lentes de onda de materia para enfriar una muestra de átomos de rubidio a una temperatura efectiva de 50 pK a lo largo de dos dimensiones espaciales.
• 2017 - Cold Atom Laboratory (CAL), un instrumento experimental lanzado a la Estación Espacial Internacional (ISS) en 2018. El instrumento crea condiciones extremadamente frías en el entorno de la microgravedad del ISS que conduce a la formación de Condensados Bose Einstein que son una magnitud más fría que las creadas en laboratorios de la Tierra. En este laboratorio espacial, hasta 20 segundos de interacción y tan bajo como 1kel picovin (10− − 12{displaystyle 10^{-12} K) se prevé que las temperaturas sean alcanzables, y podría conducir a la exploración de fenómenos mecánicos cuánticos desconocidos y probar algunas de las leyes más fundamentales de la física.