Refroidissement cryogénique
Les aimants supraconducteurs et les cavités supraconductrices hyperfréquences et radiofréquences sont des composants essentiels des accélérateurs de particules chargées pour la physique nucléaire et la physique des particules ainsi que des accélérateurs de faisceaux de collision à haute énergie, lesquels sont dotés de supraconducteurs refroidis à l’hélium liquide. Plus précisément, les aimants des grands anneaux d’accumulation de particules sont refroidis à l’aide de quantités importantes d’hélium.
Dans des systèmes tels que des résonateurs radiofréquences ou hyperfréquences de taille considérable, l’hélium liquide maintient le système supraconducteur à une température uniforme qui est essentielle pour le fonctionnement. Les détecteurs de particules spécialisés utilisent de l’hélium pour refroidir les cibles d’accélérateur à de basses températures.
L’hélium liquide refroidit les aimants supraconducteurs nécessaires à la résonance magnétique nucléaire (RMN) utilisée en chimie structurale. L’hélium est également utilisé pour refroidir des échantillons pour divers types d’études portant sur le transport électrique, et de nature magnétique, thermique et spectroscopique.
L’astronomie et l’astrophysique dépendent de l’hélium liquide pour refroidir les détecteurs à infrarouge et autres types de détecteurs à des températures très basses afin de réduire le bruit mécanique et électrique et d’étudier les signaux faibles.
Les études en astrophysique, notamment celles sur la matière noire, reposent sur l’hélium pour refroidir les détecteurs.
L’hélium, en tant que cryogène dans les laboratoires, permet d’obtenir les basses températures nécessaires pour la mesure, le refroidissement des aimants supraconducteurs ou des détecteurs de refroidissement afin d’atteindre des températures de fonctionnement ou de réduire le bruit.
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