Uno dei posti più freddi del New Hampshire è all'interno di questo laboratorio dell'UNH

È una calda giornata di luglio quando incontro Fabian Kislat nel suo laboratorio. Kislat, astrofisico sperimentale e professore all'Università del New Hampshire, è vestito per il clima estivo: maglietta, pantaloncini.

Ma sono qui per vedere qualcosa di quasi incredibilmente freddo. Qualcosa chiamato frigorifero a diluizione.

Occupa un lato del laboratorio: una rastrelliera argentata con un labirinto di piastre e bobine dorate, non molto più grande di un refrigeratore d'acqua, sospeso all'interno.

Sembra futuristico e antiquato allo stesso tempo, come un'elaborata casa delle bambole steampunk a tre piani.

Oggi il frigorifero è spento, quindi possiamo vedere l'interno. Ma quando è acceso, fa davvero freddo. Più freddo del reparto congelatore aperto di Market Basket. Più freddo di un tuffo invernale a Rye Beach. Ancora più freddo della cima del Monte Washington a febbraio.

“Meno di un centesimo di grado sopra lo zero assoluto – la temperatura più bassa che teoricamente può essere raggiunta”, spiega Kislat.

Sono circa -460 gradi Fahrenheit.

E oltre ad essere molto freddo, questo frigorifero permette a Kislat di fare qualcosa di molto interessante: studiare gli elementi che si formano quando muoiono enormi stelle.

"Quello che mi interessa veramente è studiare come sono fatti gli elementi di cui è fatto il mondo intero, l'universo, come si formano nelle esplosioni di supernova", dice. “Per fare ciò, dobbiamo osservare le esplosioni di supernova. E stiamo usando i raggi gamma per farlo”.

Sta lavorando con speciali rilevatori in grado di misurare l'energia dei raggi gamma in modo molto preciso. Devono essere molto freddi per funzionare, perché sono fatti di un materiale che diventa un superconduttore di elettricità a temperature molto basse.

"Quando un raggio gamma colpisce quel rilevatore, l'energia del raggio gamma viene convertita in calore, riscaldando leggermente il dispositivo, muovendosi lungo questa transizione dalla superconduzione alla normale conduzione", afferma.

Se ti sembra complicato, non preoccuparti, lo è. Ma ciò che serve per raggiungere temperature così fredde – lo zero assoluto – è un po’ più familiare.

Kislat afferma che il frigorifero a diluizione utilizza più o meno lo stesso processo utilizzato dai frigoriferi da cucina. Si basa su un'idea chiamata transizione di fase. Dice che puoi pensarla come una limonata.

“Se metti dei cubetti di ghiaccio nella limonata, non si scioglieranno immediatamente, né congeleranno immediatamente la limonata. Ma sappiamo che stanno cercando di raggiungere la stessa temperatura”, dice.

I cubetti di ghiaccio raffreddano la limonata sciogliendosi (fasi di transizione) utilizzando il calore della limonata stessa. I normali frigoriferi utilizzano lo stesso processo, facendo evaporare un fluido utilizzando il calore dall'interno del frigorifero. Questa è più o meno la stessa idea per la macchina steampunk dorata di Kislat, ma utilizza due tipi di elio.

"L'elio quattro, che è l'elio normale che avrai nei palloncini delle tue feste, e l'elio tre, che non si trova in natura", dice.

Miscelati insieme nel modo giusto, i due tipi di elio si separeranno in due fasi. Il processo delle fasi di transizione utilizza il calore dall'interno del frigorifero. È così che fa così freddo.

Per funzionare, il frigorifero deve essere coperto con un recipiente sottovuoto, che assomiglia ad una lattina bianca. A queste temperature, tutto – ogni elemento conosciuto sulla terra tranne l’elio – si congela. Ed è importante tenere mani e piedi fuori dal frigorifero.

“Se in qualche modo riuscissi a toccarlo, qualsiasi cosa si congelerebbe e diventerebbe solida. L’aria si congelerebbe trasformandosi in un solido”, afferma Kislat.

Ma quando la macchina è accesa, è ancora a temperatura ambiente, all'esterno.

"Non riesci mai a sentire quanto fa freddo", dice. "E questa è probabilmente una buona cosa."

Alla fine, l'obiettivo di Kislat è inviare i suoi rilevatori di raggi gamma nello spazio. Il frigorifero a diluizione ha bisogno della gravità per funzionare, in modo che possa rimanere sulla terra. Ma Kislat dice che ci sono altre macchine che possono garantire che i rilevatori rimangano freddi.