matalalämpötilaisista

Matalalämpötilaisista on yleistermi ilmiöille, järjestelmille ja materiaaleille, jotka toimivat huomattavasti tavallista ympäristön lämpötilaa alhaisemmassa tilassa. Lämpötilan raja riippuu kontekstista: kriogeniikassa ja perusfysiikassa tyypillisesti alle noin 120–150 kelvinin tasoja (−153 °C–−123 °C); kvantti-ilmiöiden ja suprakondensaation tutkimuksessa tarkastellaan tiloja, jotka ovat erittäin lähellä nollaa kelvinin yläpuolella.

Käyttökohteet kattavat sekä tutkimuksen että sovellukset: kriogeneissa ja matalalämpötilaisissa järjestelmissä ylläpidetään hyvin alhaisia lämpötiloja. Esimerkkejä ovat MRI-laitteiden magnetit, suprakondensaatiomagneetit sekä kvanttitietokoneet ja -anturit. Materiaalitieteessä matalalämpötilat paljastavat kvantti-ilmiöitä ja muuttavat aineiden ominaisuuksia, kuten sähkö- ja magneettijohduksia sekä mekaanista lujuutta.

Mittaukset ja toteutus perustuvat asianmukaiseen eristykseen sekä tarkkaan lämpötilanseurantaan. Käytössä ovat cryo-laitteet, kuten lämpötilan hallintajärjestelmät, sekä anturit, esimerkiksi resistiiviset lämpötilamittarit ja termoelementit. Ympäristö- ja käyttöturvallisuus on tärkeää, sillä kriogeeniset nesteet (kuten helium ja typpe) voivat aiheuttaa hapenpuutetta tiloissa sekä altistaa kylmävaurioille. Laitteita käsitellään koulutetusti ja asianmukaisissa tiloissa.

Termin käyttö ja tutkimusala vaihtelevat: matalalämpötilaisuutta tutkitaan sekä puhtaasti tieteellisissä että teknisissä sovelluksissa, ja ala kehittyy nopeasti kvantti- ja materiaalitekniikan myötä.