Аматорский клуб криофизиков ЭФФЕКТ Плюс

Но есть и вещества, парамагнетики, которые подчиняются закону Кюри до самых низких температур, даже в области 1 К и ниже. Одно из таких веществ - сульфат гадолиния, изученный еще при жизни Камерлинг-Оннеса. Оно было предложено Джиоком и Лебаем для использования в новом способе охлаждения. Идея его заключалась в том, чтобы осуществить обратный цикл, подобный тому, который совершается в обычной холодильной установке, но не с помощью сжатия и расширения рабочего тела, а посредством намагничивания и размагничивания.

Дело в том, что в процессе намагничивания при установлении порядка в ориентации атомов магнитное поле Производит работу Над веществом, которое, получая энергию, несколько нагревается. И напротив, когда магнитное поле снимается, разупорядочивание происходит за счет внутренней энергии тела (т. е. энергии тепловых колебаний атомов). Поэтому магнетик охлаждается. Первый процесс аналогичен в этом отношении сжатию в компрессоре, а второй - расширению в детандере. Принципиальное отличие от обычного, термомеханического способа охлаждения состоит в том, что во втором случае рабочее вещество не газ и не жидкость, а твердое тело.

Это принципиально меняет способ его использования для отвода тепла. Здесь все процессы осуществляются уже не в разных устройствах (компрессоре, детандере, теплообменниках) при перемещении рабочего вещества, а в одном блоке твердого тела. Это было довольно трудно сделать, и прошло целых семь лет, пока Джиок вместе с Мак-Дугаллом преодолели путь "от идеи до машины" и успешно запустили первую магнитную криогенную установку в Калифорнийском университете. В марте 1933 г., размагничивая сульфат гадолиния, Джиок получил сначала температуру 0,53 К, затем в апреле 0,34 К и наконец 0,25 К!