Einer der kältesten Orte in New Hampshire befindet sich in diesem UNH-Labor

Es ist ein warmer Julitag, als ich Fabian Kislat in seinem Labor treffe. Kislat, ein experimenteller Astrophysiker und Professor an der University of New Hampshire, ist für das Sommerwetter gekleidet: T-Shirt, Shorts.

Aber ich bin hier, um etwas fast unglaublich Kaltes zu sehen. So etwas wie ein Verdünnungskühlschrank.

Es nimmt eine Seite des Labors ein: ein silbernes Gestell, in dem ein Labyrinth aus goldenen Platten und Spulen hängt, nicht viel größer als ein Wasserkühler.

Es sieht gleichzeitig futuristisch und altmodisch aus, wie ein aufwendiges Steampunk-Puppenhaus mit drei Etagen.

Der Kühlschrank ist heute ausgeschaltet, sodass wir hineinsehen können. Aber wenn es eingeschaltet ist, wird es richtig kalt. Kälter als der offene Gefrierbereich im Market Basket. Kälter als ein Winterbad am Rye Beach. Noch kälter als der Gipfel des Mount Washington im Februar.

„Weniger als ein Hundertstel Grad über dem absoluten Nullpunkt – die niedrigste Temperatur, die theoretisch erreicht werden kann“, erklärt Kislat.

Das sind etwa -460 Grad Fahrenheit.

Und dieser Kühlschrank ist nicht nur sehr kalt, sondern ermöglicht es Kislat auch, etwas sehr Cooles zu tun: die Elemente zu studieren, die entstehen, wenn riesige Sterne sterben.

„Was mich wirklich interessiert, ist die Untersuchung, wie die Elemente, aus denen die ganze Welt, das Universum, besteht, wie sie bei Supernova-Explosionen entstehen“, sagt er. „Dazu müssen wir die Supernova-Explosionen beobachten. Und dazu nutzen wir Gammastrahlen.“

Er arbeitet mit speziellen Detektoren, die die Energie von Gammastrahlen sehr genau messen können. Damit sie funktionieren, müssen sie sehr kalt sein, da sie aus einem Material bestehen, das bei sehr niedrigen Temperaturen zu einem Supraleiter für Elektrizität wird.

„Wenn ein Gammastrahl auf diesen Detektor trifft, wird die Energie des Gammastrahls in Wärme umgewandelt, wodurch das Gerät ein wenig aufgeheizt wird und der Übergang vom Supraleiter zum Normalleiter erfolgt“, sagt er.

Wenn Ihnen das kompliziert vorkommt, machen Sie sich keine Sorgen, das ist es auch. Aber was nötig ist, um diese Kälte – absolute Nullkälte – zu erreichen, ist etwas bekannter.

Laut Kislat verwendet der Verdünnungskühlschrank im Wesentlichen den gleichen Prozess wie unsere Küchenkühlschränke. Es basiert auf einer Idee namens Phasenübergang. Er sagt, man kann es sich wie Limonade vorstellen.

„Wenn man Eiswürfel in Limonade gibt, schmelzen sie nicht sofort und gefrieren die Limonade auch nicht sofort. Aber wir wissen, dass sie versuchen, die gleiche Temperatur zu erreichen“, sagt er.

Die Eiswürfel kühlen die Limonade durch Schmelzen – Übergangsphasen – und nutzen dabei die Wärme der Limonade selbst. Normale Kühlschränke verwenden den gleichen Prozess und verdampfen eine Flüssigkeit mithilfe der Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks. Dies ist in etwa die gleiche Idee für Kislats goldene Steampunk-Maschine, verwendet jedoch zwei Arten von Helium.

„Helium vier, das normale Helium, das Sie in Ihren Partyballons verwenden, und Helium drei, das in der Natur nicht vorkommt“, sagt er.

Genau richtig vermischt, trennen sich die beiden Arten von Helium in zwei Phasen. Der Prozess der Übergangsphasen nutzt die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks. Dadurch wird es so kalt.

Um den Kühlschrank zu betreiben, muss er mit einem Vakuumgefäß abgedeckt werden, das wie eine weiße Dose aussieht. Bei diesen Temperaturen gefriert alles – jedes bekannte Element auf der Erde außer Helium – fest. Und es ist wichtig, Hände und Füße außerhalb des Kühlschranks zu halten.

„Wenn man es irgendwie schafft, es zu berühren, würde alles zu einem festen Stoff erstarren. Luft würde zu einem Feststoff gefrieren“, sagt Kislat.

Aber wenn die Maschine eingeschaltet ist, hat die Außenseite immer noch Zimmertemperatur.

„Man spürt nie, wie kalt es ist“, sagt er. „Und das ist wahrscheinlich eine gute Sache.“

Kislats Ziel ist es schließlich, seine Gammastrahlendetektoren ins All zu schicken. Der Verdünnungskühlschrank benötigt zum Betrieb die Schwerkraft, damit er auf der Erde bleibt. Aber Kislat sagt, dass es andere Maschinen gibt, die dafür sorgen können, dass die Detektoren kühl bleiben.