معجزة الهيليوم الجديدة في كيمنتس: البحث في أدنى درجة حرارة!

معجزة الهيليوم الجديدة في كيمنتس: البحث في أدنى درجة حرارة!

في خطوة مهمة نحو مستقبل البحث، تم تشغيل مصنع جديد لتسييل الهيليوم في جامعة كيمنتس للتكنولوجيا في 15 يوليو 2025. ويحل هذا النظام الحديث محل آلة يزيد عمرها عن 30 عامًا، والتي كانت تسبب الآن مشاكل في الصيانة ولم يعد من الممكن تشغيلها بكفاءة بسبب عمرها. ستوفر التقنية الجديدة دعمًا طويل المدى للأبحاث في مجال فيزياء درجات الحرارة المنخفضة، وهو فرع مهم من الفيزياء يتعامل مع المادة عند درجات حرارة منخفضة للغاية. يمكن العثور على معلومات حول هذا في Erzgebirge.tv.

الهيليوم السائل، الذي يغلي عند درجة حرارة 4.15 كلفن (269 درجة مئوية تحت الصفر)، ضروري للعديد من التجارب العلمية. تساعد درجات الحرارة القصوى على تقليل التأثيرات التخريبية. تتراوح التطبيقات من الفحص المجهري الماسح في الفيزياء إلى التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي في الكيمياء، لكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تتطلب أيضًا درجات حرارة منخفضة جدًا، عادةً ما تكون بضعة ملي كلفن فقط، حتى تعمل بكفاءة. عالي ويكيبيديا تعتبر أساسيات فيزياء درجات الحرارة المنخفضة والتقنيات المرتبطة بها ضرورية لتطوير مواد وتطبيقات جديدة.

النظام الجديد ومهامه

يمكن للنظام المثبت حديثًا إنتاج ما يصل إلى 20 لترًا من الهيليوم السائل في الساعة ويعمل في نظام تداول مغلق. ويتكون من ثلاث مراحل رئيسية: الضغط والتبريد والتوسع. يتم توزيع الهيليوم السائل خصيصًا في علب معزولة بالتفريغ إلى مختبرات الأبحاث المختلفة في الحرم الجامعي. يتم دعم تشغيل هذا النظام من قبل شركة Vorbuchner التي قامت بتركيب ضاغط توربيني حديث.

ونظرًا لأن الهليوم محدود الوقت ومكلف، فقد ارتفعت أسعاره في السنوات الأخيرة، مما أدى إلى المنافسة بين المستشفيات والمرافق البحثية وصناعة الفضاء. يتم إنتاج الهيليوم في المقام الأول كمنتج ثانوي لإنتاج الغاز الطبيعي، مما يحد من توافره. يعد توفر الغازات السائلة ذا أهمية مركزية للتطبيقات المستقبلية في علم التبريد وميكانيكا درجات الحرارة المنخفضة، والتي تتعامل مع التغيرات في المواد في ظل الظروف القاسية. دراسة أكثر ذكاءً يسلط الضوء على الدور المهم الذي تلعبه ميكانيكا درجات الحرارة المنخفضة، التي تدرس سلوك المواد عند درجات الحرارة القصوى.

الحصول على التعليم والخبرة

ميزة أخرى لنظام تسييل الهيليوم الجديد هي إمكانية استخدامه لأغراض التدريس. يمكن لطلاب الفيزياء تعميق معرفتهم واكتساب الخبرة في التدريب والمحاضرات حول تجارب درجات الحرارة المنخفضة. لا تعد فيزياء درجات الحرارة المنخفضة مجالًا بحثيًا مثيرًا فحسب، ولكنها توفر أيضًا مجموعة واسعة من الفرص الوظيفية في الصناعة الكيميائية وتطبيقات محددة في السفر إلى الفضاء.

بشكل عام، تمثل المنشأة الجديدة في جامعة كيمنتس للتكنولوجيا تقدمًا كبيرًا في الجامعة والبحث، مما يفتح إمكانيات واسعة في التطبيقات الأكاديمية والعملية. لدى فيزيائيي المستقبل الآن الفرصة لاكتساب المعرفة اللازمة في "أبرد نقطة" في كيمنتس للعمل بنجاح في العالم الرائع لفيزياء درجات الحرارة المنخفضة ومصادر عنق الزجاجة للغاز السائل.