Precedenti storici

Carl Vond Linde (1842-1934), ingegnere tedesco inventore dello scambiatore di calore, si dedicò allo studio di bassissime temperature ed eseguì numerose ricerche a riguardo.  A seguito di queste arrivò a depositare nel 1895 il brevetto per il ciclo Hampson-Linde che permetteva di ottenere la liquefazione dell’aria, portandola a temperature prossime allo zero assoluto e quindi scomponendola e la separazione industriale di azoto, ossigeno ed altri gas nobili. Il brevetto viene depositato  però solo nel 1903. 

PROCESS OF PRODUCING LOW TEMPERATURES, THE LIQUEFACTION OF GASES AND THE SEPARATION OF THE CONSTITUENTS OF GASEOUS MIXTURES,  LINDE, 1903

SCHEMA DEL PROCESSO LINDE

I processi brevettati da Linde vengono sperimentati da personaggi come J. Dewar, che realizza la liquefazione dell’idrogeno e del fluoro e studia le variazioni delle loro proprietà a temperature prossime allo zero assoluto. H. K. Onnes invece nel 1908 riuscì ad ottenere l’elio liquido. 

Nel 1951 Heinz London inventa il refrigeratore a diluizione, un dispositivo criogenico che sfrutta l’elio liquido. La miscela refrigerante in questo caso è formata da due isotopi di elio, elio-3 e elio-4, la quale per un effetto quantistico subisce una separazione di fase.

 

DIAGRAMMA DI FASE DELLA MISCELA ELIO-3 ELIO-4

Viene ipotizzato e successivamente dimostrato nel 1978 il raffreddamento laser o laser cooling da D. Wineland e H.Dehmelt. Si tratta di un insieme di tecniche sperimentali che permettono di raffreddare atomi e molecole e di portarli a temperature prossime allo zero assoluto.