Tieftemperaturphysik

die Untersuchung des physikalischen Verhaltens von Stoffen bei sehr tiefen Temperaturen. Zur Erzeugung tiefer Temperaturen dienen vor allem verflüssigte Gase. Die wichtigsten Verfahren zur Verflüssigung von Luft, von (unter –80 °C vorgekühltem) Wasserstoff und von Helium (das mit flüssigem Wasserstoff vorgekühlt ist) beruhen auf der Temperaturerniedrigung bei adiabatischer Entspannung von Gasen (Joule-Thomson-Effekt). Mit flüssigem Helium, das man unter vermindertem Druck sieden lässt, können Temperaturen bis zu 1 Kelvin herab erreicht werden. Zur Herstellung noch tieferer Temperaturen nutzt man den magnetokalorischen Effekt. 1979 wurde in der Kernforschungsanlage Jülich eine Temperatur von 48 μK erreicht, 2003 am MIT in Boston eine Temperatur von 0,45 nK.

Aufgaben der Tieftemperaturphysik: Messungen spezifischer Wärmen u. a. Materialeigenschaften, die nach dem Nernst’schen Wärmetheorem in der Nähe des absoluten Nullpunkts ein besonderes Verhalten zeigen; Messungen aller Art, die bei höheren Temperaturen wegen der störenden Wärmebewegung (Brown’sche Molekularbewegung) nicht oder nur ungenau durchführbar sind; Experimente über Supraleitung und Suprafluidität des Heliums.