Le froid, sensation contraire au chaud, est caractérisé en physique par une température très basse, qui correspond à un état de très faible agitation moléculaire. Les mouvements entre les molécules sont ralentis avec le froid. Les températures les plus basses atteintes naturellement sur la Terre sont de l’ordre de - 60 0C. Le froid amène les gaz à se liquéfier et les liquides à se solidifier. La course vers les basses températures est indissociable de l’histoire de la liquéfaction des gaz.
Pour obtenir de plus basses températures, on abaisse brutalement la pression du gaz. Les Français Raoul Pictet et Louis Cailletet parvinrent ainsi, en 1877, à produire de l’oxygène liquide à une température de l’ordre de - 120 0C. L’Écossais James Dewar liquéfia l’hydrogène en 1898, et le Néerlandais Heike Kamerlingh Onnes liquéfia l’hélium en 1908, atteignant la température record de - 269 0C. La température de 0 kelvin, équivalente à - 273,15 0C, est la plus basse théoriquement. La cryogénie est la branche de la physique qui étudie les propriétés des corps refroidis au-dessous de 120 kelvins.
Froid en Antarctique
© D. Kulagin/ Shutterstock
Certaines des propriétés des corps ultra-froids pourraient avoir des applications révolutionnaires. Ainsi, de nombreux matériaux deviennent supraconducteurs au-dessous d’une certaine température, dite critique : ils n’opposent plus aucune résistance au passage d’un courant électrique et ne s’échauffent donc pas par effet Joule. D’autres deviennent superfluides, ce qui signifie que leur viscosité est nulle : ils peuvent couler sans frottement ou passer à travers des trous microscopiques.
Supraconductivité
Encyclopædia Universalis France
Voilier le Frigorifique
© AFF/ D.R.
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