Criogenia é o estudo das ciências dos materiais a temperaturas extremamente baixas. As temperaturas criogênicas são geralmente consideradas inferiores a -180° Celsius.
Criogênica tem muitos casos de uso na fabricação e é freqüentemente usada em testes de estresse para avaliar o design de materiais e produtos usados em ambientes de inverno. A criogenia frequentemente envolve o uso de nitrogênio líquido ou hélio líquido, ambos os quais são armazenados comprimidos a temperaturas muito baixas. Uma vez introduzidos às temperaturas atmosféricas normais, esses dois compostos ferverão, evaporarão e resfriarão rapidamente qualquer recipiente em que possam ser utilizados.
Criogênicos são de particular interesse quando aplicados a processadores de semicondutores à base de eletricidade e silício, pois o super-resfriamento pode ser utilizado para produzir supercondutividade. Num supercondutor, os electrões fluem através do material sem perda de resistência, permitindo um maior desempenho através de frequências de funcionamento mais altas possíveis.
Criogénica é muitas vezes confundida com criónica, mas não são a mesma coisa. A criónica é a prática de congelação profunda de organismos recentemente falecidos para posterior revivificação.
Criogénica no centro de dados
Cryocoolers são um tipo de refrigerador criogénico usado em centros de dados. Eles são baseados nos princípios dos motores de calor Stirling, um conceito de resfriamento que tem sido usado por décadas em muitas indústrias. O problema com o uso de criocoolers no centro de dados, entretanto, é que os motores de calor têm que ser suficientemente grandes para serem eficazes -- e isso pode ser difícil em um centro de dados onde o espaço físico é premium.
No passado, os criocoolers eram usados para resfriamento in-cabinet ou in-row. O desafio era sempre encaminhar ar quente suficiente para o criocooler para que ele funcionasse efetivamente, e então usar a junção fria gerada para criar um sistema de resfriamento em loop fechado. Isto exigia ventiladores e condutas suficientes para assegurar que os fluxos de ar funcionassem adequadamente, mais uma vez apresentando o desafio de ter espaço físico suficiente para fazer com que o uso de criocoolers fosse rentável.
Criogenia e computação quântica
No centro de dados de hoje, o termo criogenia está frequentemente associado com computação quântica. Os computadores quânticos dependem de super refrigeração para o funcionamento normal, o que significa que todos os componentes têm que trabalhar a temperaturas criogênicas. Um grande desafio da construção de sistemas de computação quântica é como permitir que os qubits supercondutores residam em uma caixa criogênica, enquanto permite que os circuitos de controle e leitura operem à temperatura ambiente.