.jpg)
Matematicko‑fyzikální fakulta UK ve spolupráci s Akademií věd ČR uvedla dnes do provozu nejvýkonnější český zkapalňovač helia pro vědecké účely o výkonu 49 litrů kapalného helia za hodinu. Ročně může zkapalnit až 70 000 metrů krychlových plynného helia. Přístroj využijí vědci i pro opětovné zkapalnění extrémně těkavého vzácného plynu z laboratoří, který takto recyklují. Zkapalňovač umožní další rozvoj kryogenních experimentů, výzkum kvantové turbulence i simulace proudění uvnitř Slunce či pulsarů.
Díky kapalnému heliu lze v kryogenních laboratořích pomocí supravodivých magnetů vytvářet silná magnetické pole a teploty velmi blízké absolutní nule, při nichž vědci studují vlastnosti látek za podmínek, které nikde jinde ve vesmíru neexistují. Například na urychlovači LHC v CERN se ochlazují pomocí supratekutého helia tisíce supravodivých magnetů na teplotu - 271 °C (~ 1,9 K).
Kapalné i plynné helium je současně nástrojem i předmětem základního výzkumu. Využívá se například pro simulace proudění v nitru hvězd či pulsarů, a umožňuje tak vědcům zkoumat jevy, které ovlivňují vesmír a náš svět. „Supratekuté helium může za určitých podmínek proudit bez vnitřního tření a jeho vlastnosti lze vysvětlit pouze pomocí kvantové mechaniky. V supratekutém heliu vznikají kvantované víry a kvantová turbulence, což jsou jevy, které více než 25 let sledujeme, “ vysvětluje Ladislav Skrbek, přední český odborník na fyziku nízkých teplot z Matematicko-fyzikální fakulty UK (MFF UK).
Univerzitní a akademické laboratoře využívající trojský zkapalňovač dosahují velmi nízkých teplot pro širokou škálu experimentů, například chlazení supravodivých magnetů spektrometrů jaderné magnetické rezonance. Ta slouží k určování struktury přírodních a syntetických sloučenin, pro výzkum vlastností kondenzovaných látek, nanočástic či materiálový výzkum.
„Stabilní vysoká magnetická pole jsou pro materiálový výzkum nezbytná. V laboratorních podmínkách je lze generovat pouze s použitím cívek ze supravodivých materiálů, které pro své fungování vyžadují právě teploty kapalného helia, “ uvedl Martin Míšek z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR. Tato instituce má dlouhou tradici vývoje a studia široké třídy magnetických materiálů a nedávno se proslavila experimentálním potvrzením existence nové třídy magnetů, tzv. altermagnetů, nebo objevem frustrovaných antipolárních látek s podobnými vlastnostmi jako mají spinové kapaliny.
Nový zkapalňovač bude ročně dodávat až 80 000 litrů kapalného helia (značná část se během manipulace a transportu odpaří, recykluje a opětovně zkapalní). V laboratořích MFF UK výzkumníci spotřebují 20 000 litrů, druhým největším odběratelem s 16 000 litry bude Fyzikální ústav Akademie věd ČR. V Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR se zachycené hélium v plynném stavu plní do tlakových lahví, aby se v areálu MFF UK opětovně zkapalnilo (cca 3 800 litrů). Mezi další akademické ústavy, které využijí kapalné helium, patří Ústav makromolekulární chemie Akademie věd ČR (800 litrů), Ústav anorganické chemie Akademie věd ČR (400 litrů) a Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR (100 litrů). Do pražské Troji si vozí zkapalnit plynné helium rovněž z brněnské výzkumné infrastruktury CEITEC (3 000 litrů).
Více v tiskové zprávě zde.
.png)