Cronograma de la tecnología de bajas temperaturas

A continuación se presenta una cronología de la tecnología de baja temperatura y la tecnología criogénica ( refrigeración hasta cerca del cero absoluto , es decir, -273,15  °C, -459,67  °F o 0 K). ^{[ 1 ]} También se enumeran hitos importantes en termometría , termodinámica , física estadística y calorimetría , que fueron cruciales para el desarrollo de sistemas de baja temperatura.

• c. 1700 a. C. – Zimri-Lim , gobernante de Mari en Siria, ordenó la construcción de una de las primeras neveras cerca del Éufrates . ^{[ 2 ]}
• c. 500 a. C. – El yakhchal (que significa «pozo de hielo» en persa) es un antiguo tipo de refrigerador persa. Su estructura, con forma de cúpula, estaba hecha de un mortero resistente a la transmisión del calor. La nieve y el hielo se almacenaban bajo tierra, lo que permitía acceder al hielo incluso en los meses más calurosos y conservar los alimentos durante más tiempo . A menudo, se acoplaba un badgir al yakhchal para reducir la pérdida de calor. Los refrigeradores modernos todavía se denominan yakhchal en persa.
• Hacia el año 60 d. C. , Herón de Alejandría conocía el principio de que ciertas sustancias, en particular el aire, se expanden y contraen, y describió una demostración en la que un tubo cerrado, parcialmente lleno de aire, tenía uno de sus extremos sumergido en un recipiente con agua. ^{[ 3 ]} La expansión y contracción del aire provocaba que la posición de la interfaz agua/aire se desplazara a lo largo del tubo. Este fue el primer principio establecido del comportamiento de los gases en función de la temperatura, y posteriormente el principio de los primeros termómetros. La idea podría ser incluso anterior a él ( Empédocles de Agrigento en su obra Sobre la naturaleza, del año 460 a. C.).
• En el año 1396 d. C. se construyeron en Han-Yang (actualmente Seúl, Corea) dos almacenes de hielo: «Dong-bing-go-tango» (que significa «almacén de hielo del este» en coreano) y «Seo-bing-go» («almacén de hielo del oeste»). Estos edificios almacenaban el hielo que se recogía del río Han congelado en enero (según el calendario lunar). El almacén estaba bien aislado, lo que garantizaba el suministro de hielo a la familia real durante los meses de verano. Estos almacenes se clausuraron en 1898 d. C., pero los edificios aún se conservan intactos en Seúl.
• 1593 – Galileo Galilei construye el primer termoscopio moderno . Sin embargo, es posible que la invención fuera de Santorio Santorio o, de forma independiente, casi al mismo tiempo, de Cornelis Drebbel . El principio de funcionamiento era conocido en la antigua Grecia .
• do. 1611 –1613 – Francesco Sagredo o Santorio Santorio , puso una escala numérica en un termoscopio.
• 1617 – Giuseppe Biancani publica el primer diagrama claro de un termoscopio.
• 1638 – Robert Fludd describe un termómetro con escala, que utiliza el principio del termómetro de aire con una columna de aire y agua líquida.
• 1650 – Otto von Guericke diseñó y construyó la primera bomba de vacío del mundo y creó el primer vacío de la historia , conocido como los hemisferios de Magdeburgo, para refutar la antigua suposición de Aristóteles de que " la naturaleza aborrece el vacío ".
• 1656 – Robert Boyle y Robert Hooke construyeron una bomba de aire basándose en este diseño.
• 1662 – Se demuestra la ley de Boyle (ley de los gases que relaciona la presión y el volumen) utilizando una bomba de vacío.
• 1665 – Boyle teoriza sobre una temperatura mínima en Nuevos experimentos y observaciones que tocan el frío .
• 1679 – Denis Papin – válvula de seguridad
• 1702 – Guillaume Amontons calcula por primera vez que el cero absoluto es de -240  °C utilizando un termómetro de aire de su propia invención (1702), teorizando que en ese punto el gas alcanzaría un volumen cero y una presión cero.
• 1714 – Daniel Gabriel Fahrenheit inventó el primer termómetro fiable, utilizando mercurio en lugar de mezclas de alcohol y agua.
• 1724 – Daniel Gabriel Fahrenheit propone una escala Fahrenheit, que tenía una precisión mayor y una reproducibilidad superior a las de sus competidores.
• 1730 – René Antoine Ferchault de Réaumur inventó un termómetro de alcohol y una escala de temperatura que, en última instancia, demostró ser menos fiable que el termómetro de mercurio de Fahrenheit.
• 1742 – Anders Celsius propuso una escala con cero grados en el punto de ebullición y 100 grados en el punto de congelación del agua. Posteriormente, se modificó para que fuera al revés, a sugerencia de la Academia Sueca de Ciencias.
• 1755 – William Cullen utilizó una bomba para crear un vacío parcial sobre un recipiente de éter dietílico , que luego hirvió , absorbiendo calor del aire circundante. ^{[ 4 ]}
• 1756 – La primera demostración pública documentada de refrigeración artificial por William Cullen ^{[ 5 ]}
• 1782 – Antoine Lavoisier y Pierre-Simon Laplace inventan el calorímetro de hielo.
• 1784 – Gaspard Monge licuó el primer gas puro con Clouet, produciendo dióxido de azufre líquido . ^{[ 6 ] [ 7 ]}
• 1787 – Ley de Charles (Ley de los gases, que relaciona el volumen y la temperatura)
• 1799 – Martin van Marum y Adriaan Paets van Troostwijk comprimieron amoníaco para comprobar si seguía la ley de Boyle. Descubrieron que a temperatura ambiente y 7 atm, el amoníaco gaseoso se condensaba en líquido. ^{[ 7 ]}

• 1802 – John Dalton escribió "la reducibilidad de todos los fluidos elásticos, de cualquier tipo, en líquidos".
• 1802 – Ley de Gay-Lussac (Ley de los gases, que relaciona la temperatura y la presión).
• 1803 – Nevera doméstica
• 1803 – Thomas Moore de Baltimore, Maryland, recibió una patente sobre refrigeración. ^{[ 8 ]}
• 1805 – Oliver Evans diseñó la primera máquina de refrigeración de circuito cerrado basada en el ciclo de refrigeración por compresión de vapor .
• 1809 – Jacob Perkins patentó la primera máquina frigorífica.
• 1810 – John Leslie congela agua convirtiéndola en hielo utilizando una bomba de aire .
• 1811 – Ley de Avogadro
• 1823 – Michael Faraday licuó Cl ₂ ^{[ 9 ]}
• 1824 – Sadi Carnot – El ciclo de Carnot
• 1834 – Ley de los gases ideales de Émile Clapeyron
• 1834 – Émile Clapeyron caracteriza las transiciones de fase entre dos fases en forma de la relación de Clausius-Clapeyron .
• 1834 – Jacob Perkins obtuvo la primera patente para un sistema de refrigeración por compresión de vapor .
• 1834 – Jean-Charles Peltier descubre el efecto Peltier.
• 1844 – Charles Piazzi Smyth propone la refrigeración de confort ^{[ 10 ]}
• c.1850 – Michael Faraday formula la hipótesis de que la congelación de sustancias aumenta su constante dieléctrica.
• 1851 – John Gorrie patentó su máquina de refrigeración mecánica en los EE. UU. para hacer hielo para enfriar el aire ^{[ 11 ] [ 12 ]}
• 1852 – James Prescott Joule y William Thomson, primer barón Kelvin, descubren el efecto Joule-Thomson.
• 1856 – James Harrison patentó un sistema de refrigeración por compresión de vapor líquido de éter y desarrolló la primera sala práctica de fabricación de hielo y refrigeración para su uso en las industrias cervecera y cárnica de Geelong , Victoria, Australia.
• 1856 – August Krönig establece los fundamentos simplificados de la teoría cinética de los gases .
• 1857 – Rudolf Clausius crea una teoría sofisticada de los gases que incluye todos los grados de libertad , y también deriva la relación de Clausius-Clapeyron a partir de principios básicos.
• 1857 – Carl Wilhelm Siemens , el ciclo de Siemens
• 1858 – Julius Plücker observó por primera vez un efecto de bombeo debido a una descarga eléctrica.
• 1859 – James Clerk Maxwell determina la distribución de velocidades y energías cinéticas en un gas, explica la propiedad emergente de la temperatura y el calor, y crea la primera ley de la mecánica estadística.
• 1859 – Ferdinand Carré – El primer sistema de refrigeración por absorción de gas que utiliza amoníaco gaseoso disuelto en agua (conocido como "aqua amoniaco").
• 1862 – Alexander Carnegie Kirk inventa la máquina de ciclo de aire.
• 1864 – Charles Tellier patentó un sistema de refrigeración que utilizaba dimetil éter.
• 1867 – Thaddeus SC Lowe patentó un sistema de refrigeración que utilizaba dióxido de carbono , y en 1869 fabricó una máquina de hielo que utilizaba dióxido de carbono seco. Ese mismo año, Lowe compró un barco de vapor y le instaló un dispositivo de refrigeración basado en un compresor para el transporte de carne congelada.
• 1867 — El inmigrante francés Eugene Dominic Nicolle disolvió amoníaco en agua para alcanzar una temperatura de −20  °C en una habitación sellada. Junto con otro nuevo australiano, el industrial Sir Thomas Mort —quien en 1867 construyó la primera fábrica de congeladores utilizando esta idea en Balmain— y con la ayuda del político de Nueva Gales del Sur , Augustus Morris , venció la desconfianza del público hacia los alimentos congelados al revelar el hecho a una audiencia de personas influyentes (después de su comida de estado) el 2 de septiembre de 1875. ^{[ 13 ]}
• 1869 – Charles Tellier instaló una planta de almacenamiento en frío en Francia.
• 1869 – Thomas Andrews descubre la existencia de un punto crítico en los fluidos.
• 1871 – Carl von Linde construyó su primera máquina de compresión de amoníaco .
• Hacia 1873, Van der Waals publica y propone un modelo de gas real que más tarde se denominaría ecuación de Van der Waals .
• 1875 – Raoul Pictet desarrolla una máquina de refrigeración que utiliza dióxido de azufre para combatir los problemas de alta presión del amoníaco cuando se utiliza en climas tropicales (principalmente para el transporte de carne).
• 1876 ​​– Carl von Linde patentó un equipo para licuar aire utilizando el proceso de expansión de Joule-Thomson y enfriamiento regenerativo ^{[ 14 ].}
• 1877 – Raoul Pictet y Louis Paul Cailletet , trabajando por separado, desarrollan dos métodos para licuar el oxígeno .
• 1879 – Máquina Bell-Coleman
• 1882 – William Soltau Davidson instaló una unidad de refrigeración por compresión en el buque neozelandés Dunedin.
• 1883 – Zygmunt Wróblewski condensa cantidades experimentalmente útiles de oxígeno líquido.
• 1885 – Zygmunt Wróblewski publicó que la temperatura crítica del hidrógeno era de 33 K; la presión crítica, de 13,3 atmósferas; y el punto de ebullición, de 23 K.
• 1888 – Loftus Perkins desarrolla la cámara frigorífica "Arktos" para la conservación de alimentos, utilizando un sistema primitivo de absorción de amoníaco.
• 1892 – James Dewar inventa el frasco Dewar de vidrio plateado con aislamiento al vacío.
• 1894 – Marcel Audiffren , un monje cisterciense francés , patentó un dispositivo accionado manualmente que no perdía refrigerante a la atmósfera.
• 1895 – Carl von Linde solicita la protección de patente del ciclo Hampson-Linde para la licuefacción del aire atmosférico u otros gases (aprobada en 1903).
• 1898 – James Dewar condensa hidrógeno líquido utilizando refrigeración regenerativa y su invento, el termo .

• 1905 – Carl von Linde obtiene oxígeno y nitrógeno líquidos puros .
• 1906 – Willis Carrier patenta las bases del aire acondicionado moderno .
• 1908 – Heike Kamerlingh Onnes licúa el helio .
• 1911 – Heike Kamerlingh Onnes revela su investigación sobre un fenómeno metálico de baja temperatura caracterizado por la ausencia de resistencia eléctrica, al que denomina superconductividad .
• 1915 – Wolfgang Gaede – La bomba de difusión
• 1920 – Edmund Copeland y Harry Edwards utilizan isobutano en pequeños refrigeradores.
• 1922 – Baltzar von Platen y Carl Munters inventan el enfriador de absorción de 3 fluidos, impulsado exclusivamente por calor.
• 1924 – Fernand Holweck – La bomba Holweck
• 1926 – Albert Einstein y Leó Szilárd inventan el frigorífico Einstein .
• 1926 – Willem Hendrik Keesom solidifica el helio.
• 1926 – General Electric Company presentó el primer refrigerador con compresor hermético.
• 1929 – David Forbes Keith, de Toronto, Ontario, Canadá, recibió una patente para la pelota helada, que ayudó a cientos de miles de familias durante la Gran Depresión de los años treinta .
• 1933 – William Giauque y otros – Refrigeración por desmagnetización adiabática
• 1937 – Pyotr Leonidovich Kapitsa , John F. Allen y Don Misener descubren la superfluidez utilizando helio-4 a 2,2 K.
• 1937 – Frans Michel Penning inventa un tipo de manómetro de vacío de cátodo frío conocido como manómetro de Penning.
• 1944 – Manne Siegbahn , la bomba Siegbahn
• 1949 – SG Sydoriak, ER Grilly, EF Hammel, primeras mediciones en 3He puro en el rango de 1 K.
• 1950 – Invención del llamado refrigerador Gifford-McMahon por KW Taconis (patente US2,567,454)
• 1951 – Heinz London inventa el principio del refrigerador de dilución.
• 1955 – Concepto de bomba turbomolecular de Willi Becker ^{[ 15 ]}
• 1956 – GK Walters, WM Fairbank, descubrimiento de la separación de fases en mezclas de 3He-4He
• 1957 – Lewis D. Hall, Robert L. Jepsen y John C. Helmer desarrollaron una bomba de iones basada en la descarga de Penning.
• 1959 – Ciclo de Kleemenko
• 1960 – Reinvención del refrigerador Gifford-McMahon por HO McMahon y WE Gifford
• 1965 – D.O. Edwards y otros descubren la solubilidad finita del 3He en el 4He a 0 K.
• 1965 – P. Das, R. de Bruyn Ouboter, KW Taconis, refrigerador de dilución de un solo uso ^{[ 16 ]}
• 1966 – HE Hall, PJ Ford, K. Thomson, refrigerador de dilución continua
• 1972 – David Lee , Robert Coleman Richardson y Douglas Osheroff descubren la superfluidez en el helio-3 a 0,002 K.
• 1973 – Compresor lineal
• 1978 – Demostración de la refrigeración por láser en los grupos de Wineland y Dehmelt.
• 1983 – Inventan Mikulin, Tarasov y Shkrebyonock el refrigerador de tubo de pulsos de tipo orificio.
• 1986 – Karl Alexander Müller y J. Georg Bednorz descubren la superconductividad de alta temperatura.
• 1995 – Eric Cornell y Carl Wieman crean el primer ^{[ 17 ]} condensado de Bose-Einstein , utilizando un gas diluido de Rubidio-87 enfriado a 170 nK. Ganaron el Premio Nobel de Física en 2001 por el BEC.
• 1999 – DJ Cousins ​​y otros, refrigerador de dilución que alcanza 1,75 mK
• 1999 – El récord mundial actual de temperatura más baja se estableció en 100 picokelvins (pK), o 0,000 000 000 1 de kelvin, al enfriar los espines nucleares en un trozo de metal de rodio . ^{[ 18 ]}

• 2000 – Se reportaron temperaturas de espín nuclear inferiores a 100 pK en un experimento realizado en el Laboratorio de Bajas Temperaturas de la Universidad Tecnológica de Helsinki en Espoo , Finlandia . Sin embargo, esta era la temperatura de un grado de libertad particular —una propiedad cuántica llamada espín nuclear— , no la temperatura termodinámica promedio general para todos los posibles grados de libertad. ^{[ 19 ] [ 20 ]}   
• 2014 – Científicos de la colaboración CUORE en los Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Italia enfriaron un recipiente de cobre con un volumen de un metro cúbico a 0,006 kelvin (−273,144 °C; −459,659 °F) durante 15 días, estableciendo un récord para la temperatura más baja en el universo conocido sobre un volumen contiguo tan grande ^{[ 21 ].}  
• 2015 – Físicos experimentales del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lograron enfriar moléculas en un gas de sodio y potasio a una temperatura de 500 nanokelvins, y se espera que exhiba un estado exótico de la materia al enfriar estas moléculas un poco más. ^{[ 22 ]}
• 2015 – Un equipo de físicos atómicos de la Universidad de Stanford utilizó una técnica de lente de ondas de materia para enfriar una muestra de átomos de rubidio a una temperatura efectiva de 50  pK a lo largo de dos dimensiones espaciales. ^{[ 23 ]}
• 2017 – Laboratorio de Átomos Fríos (CAL), un instrumento experimental lanzado a la Estación Espacial Internacional (ISS) en 2018. ^{[ 24 ]} El instrumento crea condiciones extremadamente frías en el entorno de microgravedad de la ISS que conducen a la formación de condensados ​​de Bose-Einstein que son una magnitud más fríos que los que se crean en laboratorios en la Tierra. En este laboratorio espacial, tiempos de interacción de hasta 20 segundos y tan bajos como 1 picokelvin (${\displaystyle 10^{-12}}$Se prevé que se puedan alcanzar temperaturas de K), lo que podría conducir a la exploración de fenómenos mecánicos cuánticos desconocidos y a la comprobación de algunas de las leyes más fundamentales de la física. ^{[ 25 ] [ 26 ]}
• En 2021, un condensado de Bose-Einstein se enfrió a una temperatura récord de 38 picokelvin (38e-12 K) en la torre de caída libre de Bremen.
• 2022 – Un equipo de investigación de la Universidad de Basilea enfrió un circuito electrónico en un chip a 220 μK mediante desmagnetización nuclear, logrando la temperatura más baja medida hasta entonces para un chip electrónico y mejorando su resultado anterior en más de un orden de magnitud. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

• Lista de cronogramas
• Licuefacción de gases
• Historia de la superconductividad
• Historia de la termodinámica
• Cronología de la tecnología de medición de temperatura y presión
• Cronología de la termodinámica, la mecánica estadística y los procesos aleatorios.
• Gas industrial

• Historia de la refrigeración