В английской википедии есть много разных хронологий, в том числе развития холодильной и криогенной техники. В русской версии такого нет, поэтому пришлось самому переводить, надеюсь, будет полезно всем.
Здесь приводится временная шкала развития низкотемпературной технологии и криогенных технологий (вблизи –273,15 °C, −459,67 °F или 0 K). В ней также перечислены важные вехи термометрии термодинамики, статистической физики и калориметрии, которые сыграли решающую роль в разработке низкотемпературных систем.
До XIX века
- 1700 г. до н.э – Зимри-Лим, правитель Мари в Сирии командовал строительством одного из первых ледяных хранилищ рядом с Евфратом.
- 500 г. до н.э – яхчал (что в переводе с персидского означает «ледяная яма») — древний персидский тип холодильника. Конструкция выполнена из стойкого к теплопередаче раствора в форме купола. Снег и лед хранились под землей, что фактически обеспечивало доступ ко льду даже в жаркие месяцы и позволяло дольше консервировать продуктов питания. Часто бадгир был связан с яхчалом для замедления потери тепла. Современные холодильники по-прежнему называются на персидском языке «яхчал».
- 60 г. н.э – Герон Александрийский знал о принципе, согласно которому некоторые вещества, особенно воздух, расширяются и сжимаются, и описал демонстрацию, в которой закрытая трубка, частично заполненная воздухом, заканчивалась емкостью с водой. Расширение и сжатие воздуха привели к перемещению положения границы раздела вода/воздух вдоль трубки. Это был первый устоявшийся принцип зависимости поведения газа от температуры, а позднее и принцип первых термометров. Эта идея могла появиться еще раньше него (Эмпедокл Агригента в его книге «О природе», написанной в 460 г. до н. э.).
- 1396 г. н.э. – в Хань-Яне (ныне Сеул, Корея) были построены склады для хранения льда под названием «Дун-бин-го-танго» (что в переводе с корейского означает «восточный склад для хранения льда») и Со-бин-го («западный склад для хранения льда»). В зданиях хранился лед, собранный из замерзшей реки Хан в январе (по лунному календарю). Склад был хорошо изолирован, что обеспечивало королевские семьи льдом в летние месяцы. Эти склады были закрыты в 1898 году нашей эры, но здания в Сеуле сохранились до сих пор.
- 1593 – Галилео Галилей строит первый современный термоскоп. Но возможно, что изобретение было сделано Санторио Санторио или независимо примерно в то же время Корнелуисом Дреббелем. Принцип действия был известен в Древней Греции.
- 1611–1613 – Франческо Сагредо или Санторио Санторио, поместили числовую шкалу на термоскоп.
- 1617 – Джузеппе Бьянкани публикует первую четкую схему термоскопа.
- 1638 – Роберт Фладд описывает термометр со шкалой, использующий принцип воздушного термометра со столбом воздуха и жидкой воды.
- 1650 – Отто фон Герике спроектировал и построил первый в мире вакуумный насос и создал первый в мире вакуум известный как Магдебургские полушария, опровергнув давнее предположение, что “Природа не терпит пустоты”.
- 1656 – Роберт Бойл и Роберт Гук построил воздушный насос на этом принципе.
- 1662 – закон Бойля (газовый закон, связывающий давление и объем), демонстрировал с помощью вакуумного насоса.
- 1665 – Бойль выдвигает теорию минимальной температуры в труде “Новые эксперименты и наблюдения, касающиеся холода”.
- 1679 – Денис Папен – первый предохранительный клапан.
- 1702 – Гийом Амонтон первый вычисляет абсолютный ноль на уровне −240 °C, используя воздушный термометр собственного изобретения (1702 г.), предполагая, что в этот момент газ достигнет нулевого объема и нулевого давления.
- 1714 – Дэниел Габриэль Фаренгейт изобрел первый надежный термометр, используя ртуть вместо смесей спирта и воды.
- 1724 – Дэниел Габриэль Фаренгейт предлагает шкалу Фаренгейта, которая имеет более мелкий масштаб и большую воспроизводимость, чем у конкурентов.
- 1730 – Рене Антуан Фершо де Реомюр изобрел спиртовой термометр, и температурная шкала в конечном итоге оказалась менее надежной, чем ртутный термометр Фаренгейта.
- 1742 – Андерс Цельсий предложил шкалу с нулем в точке кипения и 100 градусами в точке замерзания воды. Позже по предложению Шведской академии наук все было изменено на обратный порядок.
- 1755 – Уильям Каллен использовал насос для создания частичного вакуума над контейнером диэтилового эфира, который при кипении поглощал тепло окружающего воздуха.
- 1756 – первая задокументированная публичная демонстрация искусственного охлаждения Уильямом Калленом.
- 1782 – Антуан Лавуазье и Пьер-Симон Лаплас изобрели ледяной калориметр.
- 1784 – Гаспар Монж сжижал первый чистый газ с помощью жидкости, производящей диоксид серы.
- 1787 – закон Чарльза (газовый закон, связывающий объем и температуру).
- 1799 – Мартин ван Марум и Адриан Паетс ван Трооствейк сжал аммиак, чтобы проверить, соответствует ли он закону Бойля. Они обнаружили при комнатной температуре и давлении 7 атм газообразный аммиак, конденсированный в жидкость.
XIX век
- 1802 – Джон Далтон написал «Сводимость всех упругих жидкостей любого рода в жидкости».
- 1802 – закон Гей-Люссака (газовый закон, связывающий температуру и давление).
- 1803 – первый бытовой шкаф для хранения льда.
- 1803 – Томас Мур из Балтимора, штат Мэриленд, получил патент на охлаждение.
- 1805 – Оливер Эванс спроектировал первую холодильную машину замкнутого цикла на основе парокомпрессионного охлаждения.
- 1809 – Джейкоб Перкинс запатентовал первую холодильную машину.
- 1810 – Джон Лесли замораживает воду с помощью воздушного насоса.
- 1811 – закон Авогадро.
- 1823 – Майкл Фарадей получает сжиженный хлор.
- 1824 – Сади Карно – цикл Карно.
- 1834 – закон идеального газа – Эмиль Клапейрон.
- 1834 – Эмиль Клапейрон характеризует фазовые переходы между двумя фазами в виде уравнения Клапейрона — Клаузиуса.
- 1834 – Джейкоб Перкинс получил первый патент на систему парокомпрессионного охлаждения.
- 1834 – Жан-Шарль Пельтье обнаруживает эффект Пельтье.
- 1844 – Чарльз Пиацци Смит предлагает комфортное охлаждение.
- 1850 – Майкл Фарадей выдвигает гипотезу, что замораживание веществ увеличивает их диэлектрическую проницаемость.
- 1851 – Джон Горри запатентовал в США свою механическую холодильную машину для производства льда и охлаждения воздуха.
- 1852 – Джеймс Прескотт Джоуль и Уильям Томсон (1-й барон Кельвин) обнаружили Эффект Джоуля–Томсона.
- 1856 – Джеймс Харрисон запатентовал систему компрессионного охлаждения на основе эфирной жидкости и пара и разработал первую практичную камеру для производства льда и охлаждения для использования в пивоваренной и мясоперерабатывающей промышленности (Джилонг, Виктория, Австралия).
- 1856 – Август Крёниг создал упрощенную кинетическую теорию газов.
- 1857 – Рудольф Клаузиус создает сложную теорию газов, основанную на включении всех степеней свободы, а также выводит уравнение Клапейрона — Клаузиуса из основных принципов.
- 1857 – Карл Вильгельм Сименс - Цикл Сименса.
- 1858 – Юлиус Плюкер впервые наблюдал некоторый эффект накачки за счет электрического разряда.
- 1859 – Джеймс Клерк Максвелл определяет распределение скоростей и кинетических энергий в газе, объясняет возникающие свойства температуры и тепла и создает первый закон статистической механики.
- 1859 – Фердинанд Карре – первое поглощение газа в холодильной системе, использующей газообразный аммиак, растворенный в воде (называемый «водным аммиаком»).
- 1862 – Александр Карнеги Кирк изобретает воздушную холодильную машину.
- 1864 – Шарль Телье запатентовал холодильную систему, использующую диметиловый эфир.
- 1867 – Таддеус С. К. Лоу запатентовал холодильную систему, использующую углекислый газ, а в 1869 году изготовил машину для производства льда с использованием сухого углекислого газа. В том же году Лоу купил пароход и установил на нем компрессорное холодильное устройство для перевозки замороженного мяса.
- 1867 — французский иммигрант Эжен Доминик Николь растворил аммиак в воде и достиг температуры −20 °С в герметичном помещении. Вместе с еще одним австралийцем, промышленником Томасом Мортом — который в 1867 году построил первые морозильные камеры используя эту идею в Балмейн — и с помощью политика Нового Южного Уэльса, Августуса Морриса, преодолел недоверие общественности к замороженным продуктам, раскрыв этот факт влиятельной аудитории (после их государственной трапезы) 2 сентября 1875 г.
- 1869 – Шарль Телье сконструировал холодильную установку во Франции.
- 1869 – Томас Эндрюс обнаруживает существование критической точки в жидкостях.
- 1871 – Карл фон Линде построил первую аммиачную компрессионную холодильную машину.
- 1873 – Ван дер Ваальс публикует и предлагает модель реального газа, названную позже Уравнением Ван-дер-Ваальса.
- 1875 – Рауль Пикте разрабатывает холодильную машину с использованием диоксида серы для борьбы с проблемами высокого давления аммиака при использовании в тропическом климате (в основном для транспортировки мяса).
- 1876 – Карл фон Линде запатентовал оборудование для сжижения воздуха с использованием эффекта расширения Джоуля-Томсона и регенеративное охлаждение.
- 1877 – Рауль Пикте и Луи Поль Кайете, работая отдельно, разработали два метода сжижения кислорода.
- 1879 – машина Белла-Коулмана.
- 1882 – Уильям Солтау Дэвидсон установил компрессионную холодильную установку на новозеландском парусном судне Данидин.
- 1883 – Зигмунт Врублевский конденсирует экспериментально жидкий кислород.
- 1885 – Зигмунт Врублевский – найдена критическая температура водорода 33 К, критическое давление 13,3 атмосферы и температура кипения 23 К.
- 1888 – Лофтус Перкинс разрабатывает холодильную камеру «Арктос» для хранения продуктов питания, используя раннюю систему абсорбции аммиака.
- 1892 – Джеймс Дьюар изобретает посеребренное стекло с вакуумной изоляцией - сосуд Дьюара.
- 1894 – Марсель Одиффрен, француз цистерцианский монах запатентовал устройство с ручным приводом, которое не теряло охлаждающую жидкость в атмосферу.
- 1895 – Карл фон Линде запатентовал Цикл Хэмпсон–Линде для сжижения атмосферного воздуха или других газов (одобрено в 1903 г.).
- 1898 – Джеймс Дьюар конденсирует жидкий водород используя регенеративное охлаждение и его изобретение, вакуумную колбу.
XX век
- 1905 – Карл фон Линде получает чистые жидкие кислород и азот.
- 1906 – Уиллис Кэрриер - патенты - основа современных кондиционеров.
- 1908 – Хайке Камерлинг-Оннес сжижает гелий и достигает рекордно низкой на тот момент температуры 0,9 K.
- 1911 – Хайке Камерлинг-Оннес раскрывает свои исследования металлического низкотемпературного явления, характеризующегося отсутствием электрического сопротивления, называя его сверхпроводимостью.
- 1915 – Вольфганг Геде изобретает диффузионный насос.
- 1920 – Эдмунд Коупленд и Гарри Эдвардс используют изобутан в небольших холодильниках.
- 1922 – Бальцар фон Платен и Карл Мунтерс изобретают абсорбционный охладитель с тремя жидкостями, работающий исключительно за счет тепла.
- 1924 – Фернан Хольвек изобретает Насос Хольвека.
- 1926 – Альберт Эйнштейн и Лео Силард изобретают Холодильник Эйнштейна, в котором использовался спиртовой хладагент.
- 1926 – Виллем Хендрик Кисом получает твердый гелий.
- 1926 – компания Дженерал Электрик представила первый герметичный компрессорный холодильник.
- 1929 – Дэвид Форбс Кит из Торонто, Онтарио, Канада, получил патент на “Ледяной шар” который помог сотням тысяч семей во время катастрофы “Пыльный котёл”.
- 1933 – Уильям Джиок и другие – адиабатическое размагничивающее охлаждение.
- 1937 – Петр Леонидович Капица, Джон Ф. Аллен и Дон Мизенер обнаружили сверхтекучесть, используя гелия-4 при температуре 2,2 K.
- 1937 – Франс Мишель Пеннинг изобретает вакууметр с холодным катодом, известный как Измеритель Пеннинга.
- 1944 – Манн Зигбан изобретает Насос Зигбан (турбомолекулярный насос).
- 1949 – С.Г. Сидоряк, E.Р. Грилли, Э.Ф. Хаммел, – первые измерения чистого гелия-3 в диапазоне 1 К.
- 1950 – изобретение так называемого охладителя Гиффорда-Мак-Магона К.В. Таконис (патент US2,567,454).
- 1951 – Хайнц Лондон изобретает криогенный холодильник растворения.
- 1955 – Вилли Беккер предлагает концепцию турбомолекулярного насоса.
- 1956 – Г.К Уолтерс, В.М. Фэрбанк, открытие разделения фаз в смесях гелия-3-гелия-4.
- 1957 – Льюис Д. Холл, Роберт Л. Джепсен и Джон К. Хелмер ионный насос на основании выписки Пеннинга.
- 1959 – цикл Клименко.
- 1960 – Переосмысление охладителя Гиффорда-Мак-Магона Хо Мак-Магоном и У. Э. Гиффордом.
- 1965 – Д.О. Эдвардс и другие, открытие конечной растворимости гелия-3 в гелия-4 при 0 К.
- 1965 – П. Дас, Р. де Брюйн Уботер, К.В. Таконис, холодильник для одноразового разбавления.
- 1966 – О.Н Холл, Пи Джей Форд, К. Томсон, холодильник непрерывного разбавления.
- 1972 – Дэвид Ли, Роберт Коулман Ричардсон и Дуглас Ошерофф обнаружили сверхтекучесть гелия-3 при 0,002 К.
- 1973 – линейный компрессор.
- 1978 – лазерное охлаждение продемонстрировано в группах Вайнленда и Демельта.
- 1983 – охладитель на пульсирующих трубках изобретен Микулиным, Тарасовым и Шкребёноком.
- 1986 – Карл Александр Мюллер и Дж. Георг Беднорц обнаружили высокотемпературную сверхпроводимость.
- 1995 – Эрик Корнелл и Карл Виман создали первый Конденсат Бозе–Эйнштейна, используя газообразный рубидий-87, охлажденный до 170 нК. В 2001 году они получили Нобелевскую премию по физике.
- 1999 – Диджей Кузены и другие, холодильник растворения, достигающий 1,75 мК.
- 1999 – Рекорд самой низкой температуры установлен на уровне 100 пикокельвинов (пК) или 10-10 К путем охлаждения ядерных спинов в кусочке родия.
XXI век
- 2000 – ядерный спин в ходе эксперимента были зарегистрированы температуры ниже 100 пК, Хельсинкский технологический университет, Лаборатория низких температур в Эспоо, Финляндия. Однако это была температура одного конкретного ядерного спина, а не общее среднее значение термодинамической температуры для всех возможных степеней свободы.
- 2014 – ученые из Cryogenic Underground Observatory for Rare Events (CUORE) в сотрудничестве с Национальной лабораторией Гран-Сассо в Италии охладили медный сосуд объемом один кубический метр до 0,006 кельвина (−273,144 °C; −459,659 °F) в течение 15 дней, установив рекорд самой низкой температуры во Вселенной в таком большом непрерывном объеме.
- 2015 – физики-экспериментаторы в Массачусетского технологического института (MIT) успешно охладили молекулы в газе натрия и калия до температуры 500 нанокельвинов, и ожидается, что он проявит экзотический эффект состояния материи, охладив эти молекулы немного дальше.
- 2015 – команда физиков-атомщиков из Стэнфордского университета использовала метод линзирования материальных волн для охлаждения образца атомов рубидия до эффективной температуры 50 пК в двух пространственных измерениях.
- 2017 – Лаборатория холодных атомов (CAL) создала экспериментальный прибор, запущенный с Международной космической станции (ISS) в 2018 году. Прибор создает чрезвычайно холодные условия в микрогравитационной среде МКС, приводящие к образованию Конденсата Бозе-Эйнштейна, который на порядок холоднее того, что создается в лабораториях на Земле. В этой космической лаборатории время взаимодействия составляет до 20 секунд и составляет всего 1 пикокельвин (10-12 K). Как прогнозируется, это может привести к исследованию неизвестных квантовомеханических явлений и позволит проверить некоторые из самых фундаментальных законов физики.