L'un des endroits les plus froids du New Hampshire se trouve à l'intérieur de ce laboratoire de l'UNH

C'est par une chaude journée de juillet que je rencontre Fabian Kislat dans son laboratoire. Kislat, astrophysicien expérimental et professeur à l'Université du New Hampshire, est habillé pour la météo estivale : T-shirt, short.

Mais je suis ici pour voir quelque chose d'incroyablement froid. Quelque chose appelé un réfrigérateur à dilution.

Il occupe un côté du laboratoire : un support argenté avec un labyrinthe de plaques et de serpentins dorés, pas beaucoup plus grand qu'un refroidisseur d'eau, suspendu à l'intérieur.

Il a l'air à la fois futuriste et démodé, comme une maison de poupée steampunk élaborée à trois étages.

Le réfrigérateur est éteint aujourd'hui, donc nous pouvons voir à l'intérieur. Mais quand il est allumé, il fait vraiment froid. Plus froid que la section congélateur ouverte de Market Basket. Plus froid qu'un bain d'hiver à la plage de Rye. Encore plus froid que le sommet du mont Washington en février.

"Moins de 100e de degré au-dessus du zéro absolu – la température la plus basse théoriquement pouvant être atteinte", explique Kislat.

C'est environ -460 degrés Fahrenheit.

Et en plus d'être très froid, ce réfrigérateur permet à Kislat de faire quelque chose de très cool : étudier les éléments formés lors de la mort d'énormes étoiles.

« Ce qui m'intéresse vraiment, c'est d'étudier comment les éléments qui composent le monde entier, l'univers, sont formés lors des explosions de supernova », dit-il. « Pour ce faire, nous devons observer les explosions de supernova. Et nous utilisons les rayons gamma pour ce faire.

Il travaille avec des détecteurs spéciaux capables de mesurer très précisément l'énergie des rayons gamma. Ils doivent être très froids pour fonctionner, car ils sont fabriqués dans un matériau qui devient supraconducteur de l'électricité à très basse température.

"Lorsqu'un rayon gamma frappe ce détecteur, l'énergie du rayon gamma est convertie en chaleur, réchauffant un peu cet appareil, passant de la supraconductivité à la conduction normale", dit-il.

Si cela vous semble compliqué, ne vous inquiétez pas, ça l'est. Mais ce qu’il faut pour atteindre des températures aussi froides – zéro froid absolu – est un peu plus familier.

Kislat dit que le réfrigérateur à dilution utilise à peu près le même processus que nos réfrigérateurs de cuisine. C'est basé sur une idée appelée transition de phase. Il dit qu'on peut y penser comme de la limonade.

« Si vous mettez des glaçons dans de la limonade, ils ne fondront pas immédiatement et ne congeleront pas immédiatement la limonade. Mais nous savons qu'ils essaient d'atteindre la même température », dit-il.

Les glaçons refroidissent la limonade en fondant – phases de transition – en utilisant la chaleur de la limonade elle-même. Les réfrigérateurs normaux utilisent le même processus, évaporant un fluide en utilisant la chaleur de l'intérieur du réfrigérateur. C'est un peu la même idée pour la machine steampunk dorée de Kislat, mais en utilisant deux types d'hélium.

« L'hélium quatre, qui est l'hélium normal que vous aurez dans vos ballons de fête, et l'hélium trois, qui n'existe pas dans la nature », dit-il.

Mélangés parfaitement, les deux types d’hélium se sépareront en deux phases. Le processus de transition des phases utilise la chaleur de l’intérieur du réfrigérateur. C'est pour ça qu'il fait si froid.

Pour fonctionner, le réfrigérateur doit être recouvert d'un récipient sous vide, qui ressemble à une boîte de conserve blanche. À ces températures, tout – tous les éléments connus sur terre, à l’exception de l’hélium – gèle solidement. Et il est important de garder les mains et les pieds à l’extérieur du réfrigérateur.

« Si vous parvenez à le toucher, tout se transformerait en un solide. L'air gelerait et se transformerait en solide », explique Kislat.

Mais lorsque la machine est allumée, il fait encore température ambiante, à l’extérieur.

« On ne sent jamais à quel point il fait froid », dit-il. "Et c'est probablement une bonne chose."

A terme, l'objectif de Kislat est d'envoyer ses détecteurs de rayons gamma dans l'espace. Le réfrigérateur à dilution a besoin de la gravité pour fonctionner, donc il reste sur terre. Mais Kislat dit qu'il existe d'autres machines qui peuvent garantir que les détecteurs restent froids.