Termometry pokazują grubo ponad 30 stopni, asfalt parzy w stopy, a klimatyzacja przestaje nadążać. Tymczasem we Wrocławiu są miejsca, gdzie naukowcy i inżynierowie na co dzień pracują w temperaturach, których człowiek nie jest w stanie doświadczyć. Nie mówimy o chłodni spożywczej ani przemysłowej mroźni. Mówimy o laboratoriach kriogenicznych, w których temperatura zbliża się do zera absolutnego, czyli −273,15°C.
- Gdzie we Wrocławiu panują temperatury zbliżone do zera absolutnego.
- Na czym polegają niezwykłe zjawiska towarzyszące ekstremalnemu zimnu.
- Dlaczego Wrocław stał się ważnym ośrodkiem technologii niskich temperatur.
Dla porównania – typowa chłodnia spożywcza utrzymuje temperaturę od 0 do 4 stopni Celsjusza. W mroźniach jest zwykle od −18 do −30°C, a magazyny głębokiego mrożenia schodzą do około −40°C. Nawet laboratoryjne zamrażarki używane do przechowywania materiału biologicznego osiągają około −80°C. Tymczasem we wrocławskich laboratoriach wykorzystujących ciekły hel temperatura może wynosić około −271,6°C, czyli około 1,6 kelwina powyżej zera absolutnego.
Zimno, którego nie da się porównać z niczym
Najbardziej znanym miejscem prowadzącym badania w tak ekstremalnych warunkach jest Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych im. Włodzimierza Trzebiatowskiego PAN przy ulicy Okólnej we Wrocławiu.
Od kilkudziesięciu lat placówka należy do najważniejszych polskich ośrodków badań nad fizyką niskich temperatur. Naukowcy badają tam właściwości materiałów, nadprzewodników, zjawiska magnetyczne czy przemiany fazowe. W wielu eksperymentach wykorzystuje się ciekły azot o temperaturze około −196°C oraz ciekły hel, który pozwala schodzić do temperatur rzędu −269°C, a w specjalistycznych układach nawet jeszcze niższych.
To nie jest zimno dla samego zimna. W tak ekstremalnych warunkach materiały zachowują się zupełnie inaczej niż na co dzień. Znikają opory elektryczne w nadprzewodnikach, zmieniają się właściwości magnetyczne, a fizycy mogą obserwować zjawiska niemożliwe do zbadania w temperaturze pokojowej.
Kriogenika na Politechnice Wrocławskiej
Drugim miejscem, gdzie „produkuje się zimno”, jest Katedra Kriogeniki i Inżynierii Lotniczej Politechniki Wrocławskiej.
Choć sama nazwa kojarzy się przede wszystkim z lotnictwem, jednym z głównych obszarów działalności katedry pozostaje właśnie kriogenika. Powstają tu rozwiązania związane z techniką czy fizyką niskich temperatur, chłodnictwem oraz aparaturą wykorzystywaną zarówno w badaniach naukowych, jak i przemyśle.
To właśnie tutaj kształcą się przyszli specjaliści zajmujący się technologiami, bez których trudno byłoby prowadzić nowoczesne badania fizyczne czy rozwijać wiele zaawansowanych gałęzi przemysłu.
Z Wrocławia do laboratoriów na całym świecie
Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że we Wrocławiu działa również firma specjalizująca się w budowie instalacji kriogenicznych dla nauki, medycyny i przemysłu.
KrioSystem projektuje i produkuje urządzenia umożliwiające transport oraz wykorzystanie skroplonych gazów, przede wszystkim helu i azotu. Powstają tu między innymi kriostaty wykorzystywane do badań naukowych, wielokanałowe linie transferowe do przesyłu ciekłego helu, specjalistyczne zawory i kompletne instalacje kriogeniczne.
To bardzo wyspecjalizowana dziedzina inżynierii. Skroplony hel wrze w temperaturze około −269°C, dlatego nawet niewielkie straty ciepła mają ogromne znaczenie. Z tego powodu instalacje wykorzystują zaawansowane izolacje próżniowe i wielowarstwowe osłony ograniczające dopływ energii z otoczenia.
Historia firmy jest mocno związana z wrocławską nauką. Wszystko zaczęło się od Zakładu Doświadczalnego „Kriopan”, działającego przy Instytucie Niskich Temperatur PAN. W 1991 roku, bazując na ogromnym doświadczeniu pracujących tam specjalistów, zakład został przekształcony w spółkę prywatną – KrioSystem. W ten sposób akademicka wiedza została przekuta w sukces komercyjny.
Wrocław jednym z najzimniejszych miejsc w Polsce
Choć dziś mieszkańcy szukają cienia, zimnych napojów i klimatyzowanych pomieszczeń, kilka kilometrów od rozgrzanych ulic funkcjonują laboratoria, w których temperatura jest niemal… 300 stopni niższa od tej za oknem.
To oczywiście nie miejsca, do których można wejść, żeby schłodzić się podczas fali upałów. Są natomiast dowodem na to, że Wrocław od lat jest jednym z najważniejszych polskich ośrodków badań nad technologiami niskich temperatur.
