初期の実験編集
1904年、オランダの科学者Heike Kamerlingh Onnesは、液体ヘリウムを製造することを目的としてライデンに特別な研究室を作りました。 1908年、彼は温度を-269℃（-452.2F、4K）未満に下げることができました。 この非常に冷たい状態でのみ、ヘリウムは液化し、ヘリウムの沸点は-268.94°C（-452.092F）である。 カメルリング-オンネスはその功績に対してノーベル賞を受賞した。,
Onnesの方法は、対象ガスを減圧し、断熱冷却によって冷却させることに依存していた。 これは熱力学の第一法則に従う。
Δ U=Δ Q−Δ W{\displaystyle\Delta U=\Delta Q-\Delta W}
ここで、U=内部エネルギー、Q=システムに加えられた熱、W=システムによって行われた仕事。
設定されたボリュームのボックス内のガスを考えてみましょう。 ボックス内の圧力が大気圧よりも高い場合、ボックスを開くと、私たちのガスは周囲の雰囲気で膨張するように働きます。, この膨張は断熱的でガスが働いているため
Δ Q=0{\displaystyle\Delta Q=0}
Δ W>0{\displaystyle\Delta W>0}
≤Δ U<0{\displaystyle\Rightarrow\delta u<0}
内部エネルギーが減少したので、温度も低下しました。
Modern experimentsEdit
2000年現在、ヘルシンキ工科大学低温研究所での実験のために核スピン温度が100pK以下であることが報告されている。, しかし、これはある特定のタイプの運動の温度であり、核スピンと呼ばれる量子的性質であり、すべての可能な自由度に対する全体的な平均熱力学的温度ではありませんでした。 このような低温では、分子運動が自由度を越えて平均化することができないため、”温度”の概念は多面的になります。 対応するピーク放射は、おなじみの赤外線ではなく電波にあるため、隣接する原子によって非常に非効率的に吸収され、熱平衡に到達することが困難,
低温実験室は、100pK、または1.0×10-10Kの記録的な低温を1999年に記録した。
低温を達成するための現在の装置は二つの段階を有する。 最初はミリケルビンの温度に到達するためにヘリウム希釈冷蔵庫を利用し、次の段階は断熱核減磁を使用してピコケルビンに到達する。
超低温は、熱運動によって破壊される超流動やボース–アインシュタイン凝縮物などの物質の量子力学的相の観測に有用である。