Kryogenika (z řeckých slov κρύος „chlad, mráz“ + γένος „rod, původ“) je obor fyziky nízkých teplot , který studuje vzorce změn vlastností různých látek v podmínkách extrémně nízkých („kryogenních“) teplot. . Tento termín navíc označuje technologie a hardwarové a metodické prostředky práce při nízkých teplotách. Definováno také jako vědní obor pokrývající výzkum, vývoj a aplikaci kryogenní technologie.
V roce 1971 přijal International Institute of Refrigeration doporučení, že kryogenní teploty by se měly vztahovat k teplotám pod 120 Kelvinů (kondenzační teplota zemního plynu ) až do 0,7 K (teplota výroby kapalného helia ve vakuu ). Všechny teploty pod 0,3 K jsou ultranízké teploty , pro které se používají speciální způsoby chlazení.
Cyklus je založen na isenthalpickém chlazení při průchodu škrticí klapkou.
Škrcení je snížení tlaku v důsledku protlačování látky úzkou oblastí proudění. Není zdrojem chladu, ale pouze implementuje proces snižování teploty. Zdroj chladu je zařízení, ve kterém dochází ke změně entalpie. Škrcení je isenthalpický proces.
Expanze je adiabatická expanze toku hmoty s přijetím vnější práce (odvozeno z francouzštiny). Expandéry se liší: pístové, turbo, rotační a další typy. Expandér je jedním z hlavních zdrojů „chladu“ (spolu s kompresorem v kryogenním cyklu). Adiabatická účinnost pístových expandérů může dosahovat 90 % i více, u turboexpandérů při vysokých teplotách tento parametr nepřesahuje 70 % (s poklesem rozsahu provozních teplot účinnost klesá).
Adiabatická demagnetizace je metoda pro získání teplot pod 0,7 K. Metoda je založena na efektu uvolňování tepla z paramagnetických solí při jejich magnetizaci a následné absorpci tepla při jejich demagnetizaci.
Existuje také jaderná adiabatická demagnetizace. Dosud bylo touto metodou dosaženo nejnižší teploty.