Unuaj jaroj

Post la unuaj studoj en sia naskiĝurbo Châtillon-sur-Seine kaj en la "Liceo Henriko la 4-a" de Parizo, li eniris kiel libera aŭditoro, ĉirkaŭ la jaroj 1852-1853, kune kun sia frato Camille, en la "Supera Altlernejo de Minado". En la grandaj laboratorioj de fiziko kaj kemio en Parizo, Louis Cailletet iĝas dum siaj studoj amiko de pluraj sciencistoj, inter la plej renomaj el sia epoko, en la kemia laboratorio de la Fakultato pri Sciencoj kaj Farmacio, staras nome Marcellin Berthelot (1827-1907) en la Kolegio de Francio; Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) en la "Normala Altlernejo de Parizo"; Jean-Baptiste Dumas (1800-1884) porĉiama sekretario en la "Akademio pri Sciencoj" kaj Jules-Célestin Jamin (1818-1886), profesoro de fiziko en la "Politeknika Lernejo". Ĉi-tiuj interrilatoj el la scienca mondo de Parizo estos pli malfrue utilaj al li.

Post diplomiĝi el la Minlernejo, Louis kaj Camille foriris en studvojaĝoj al Anglio, Germanio kaj Aŭstrio kie ili vizitis multajn altfornojn kaj laminatejojn inter 1854 kaj 1855. Ludoviko bedaŭrinde ne povis daŭrigi, kaj li multe lamentis tion. Temis pri grandaj revoj en lia vivo, sed lia patro Jean-Baptiste kaj lia avo Claude-Phal Lapérouse estis maljunaj kaj ili urĝe bezonis lian ĉeeston en la uzino de "Chenecières" kaj en la altfornoj de "Villotte-sur-Ource".

Unuaj esploroj pri metalurgio

Aparato por gaslikvigo inventita de Cailletet, en 1877.

Dua aparato por gaslikvigo kreita de Cailletet, en 1884.

La modernigo de la instalaĵoj kaj la superrigardo de la dungitoj estis liaj unuaj laboroj kiel inĝeniero. Dum liaj esploroj kaj kontaktoj kun la plej grandaj kemiistoj el Parizo, li laboras kune kun sia patro Jean-Baptiste, majstro pri forĝado. Ludoviko komencas studi la bruladon de legomoj en fornoj, kaj daŭrigas siaj esplorojn studante la fizikajn kaj kemiajn proprecojn de la fero en iliaj laboratorioj de Villotte-sur-Ource kaj Chenecières.

Tiam li rimarkis kelkajn neperfektaĵojn sur la metalladojn. Ludoviko provas kolekti la gasojn el la vezikoj. Li malkovras ke ili komponiĝas ĉefe je karbona unuoksido. Daŭrigante siajn esplorojn, li konstatas ke tiu karbona unuoksido devas veni per reduktado en la altfornoj el la karbonata acido. Ĝi eble penetras en la metalon kiel rezulto de la permeableco de ĉi-lasta en la ruĝon de la temperaturo, ĝis tiam nekonata. Por taksi la ĉeeston de la karbona unuoksido en la fornoj, li elprenas iom da gaso el la forno per malvarmigita tubo kaj malkovras ke la karbona unuoksido abunde ĉeestas.

Por elmontri la permeablecon de la metalo sur tiu oksido, li enigas en la fornon fusilkanonon fermitan ĉe unu pinto kaj alia pinto en la ekstera parto de la forno, forte malvarmigita per aerkurento. Li rimarkas ke tra ĉi lasta pinto, la gaso eliĝas spontanee, kaj estas samtempe kolektita en provtuboj kaj analizitaj konfirmante la ĉeeston de karbona unuoksido.

Ludoviko Cailletet estis enamiĝita je biologio kaj ĝardenbredado. Li havis kolekton da raraj orkideoj, en epoko kiam la unua granda kolekto estis instalita en la plantdomoj de la senato. Li faris kaj publikigis diversajn studojn pri la absorbado de la karbona duoksido far la plantoj samkiel pri la influo de la koloroj kaj lumradioj sur ilia disvolviĝo.

Ludoviko Cailletet konstruis kaj konservis plantdomon de orkideoj kaj begonioj. Li studis kaj publikigis kelkajn artikolojn pri biologio en la Akademio. Neantaŭlongaj esploroj konfirmas la kontribuadon de Cailletet pri tiu kampo.^[4]

Inter 1855 kaj 1900, Louis Cailletet publikigis vastan gamon da artikoloj kaj dokumentoj en la Akademio pri Sciencoj, sed ankaŭ en la tiamaj sciencaj ĵurnaloj, tia kia la "Ĵurnalo pri Teoria kaj Aplikata Fiziko", sed ankaŭ popularaj artikoloj en "Nature" aŭ en la "Bulteno por Enkuraĝigo de la Nacia Industrio".

Bedaŭrinde, lia frato Camille, pli talentoplena ol sia esplorema frato en la administrado kaj direktado de la familiara entrepreno, mortis pro tuberkulozo, en 1860. En la 16-a de junio 1863, Louis Cailletet edziĝis al Marguerite Berthe Delaunay (16.07.1838 - 06.10.1891)^[5], en Châteauvillain, Haute-Marne. Lia patro Jean-Baptiste Cailletet kaj lia avo Claude-Phal Lapérouse ankaŭ mortis post kelkaj jaroj, en 1865. Ludoviko devis administri, kun la helpo de sia patrino, ĉiuj taskojn en la fabriko, dum pli ol 20 jaroj.

Esploroj pri gaskunpremebleco

Por akurate mezuri tre altajn premojn kaj tre malaltajn temperaturojn, estas necese konstrui manometrojn findindajn kaj termometrojn precizajn, kie la plej bona estas la hidrarga manometro. Antaŭ li ne eblis mezuri malaltajn temperaturojn, kaj ne ekzistis konfidaj aparatoj por esti uzataj. La komercaj manometroj ne estis adaptitaj al tiel altaj premoj kaj ne estis fidindaj. Neniu termometro eblis mezuri temperaturojn malpli ol 80 celsiaj gradoj sub nulo.

Louis Cailletet bezonos 15 jarojn, paralele al siaj aktivecoj kiel majstro de forĝo, por disvolvi altpremajn kaj malalt-temperaturajn mezuraparatojn antaŭ ol sin dediĉi al sia ĉefa intereso, nome likvigo de la tiam nomataj permanentaj gasoj. Li muntas sian unuan manometron flanke de sia laboratorio en Châtillon, sur klifo de malnova remparo laŭ la montoflanko.

Ĉar la diferenco de alteco estas tre malmulta (10 metroj), nova hidrarga manometro estas provita en la haveno de Tulono, pli malfrue li konstruas alian, ĉe la arteza puto de Butte aux Cailles, kvartalo de Parizo, kiu estis traborite, kaj finfine li kontruis, en 1891, tiun de la Ejfela Turo, kunlabore kun Emmanuel Colardeau kaj Eugène Ducretet (1844-1915).

Per ili, estos ebla determini ke la fama Leĝo de Mariotte (PV=nRT) nur estas preciza rilate al moderaj premoj, kaj ne ekde pli altaj premoj, tiam kiam la gaspremo ne plu konserviĝas proporcia al la volumeno kaj temperaturo. Ĉi tiuj manometroj ankaŭ permesis al li determini normajn mezuradojn ĝis 400 atmosferoj, kaj ili estis tuj adoptitaj de fabrikantoj en la tuta mondo. Li sendas notojn al la Akademio de Sciencoj kaj publikigas siajn rezultojn en sciencaj revuoj.

Ekde la jardekoj 1860-1870, Louis Cailletet despli interesiĝas pri ka gaskunpremeco, komencante kun la permeablecon de la fero al la hidrogeno. En 1870, li muntis sian unuan laboratorion en Châtillon-sur-Seine, sur la unua etaĝo de malnova oranĝujaro, kie li komencis studante la leĝon de Mariotte rilate al tre altaj kunpremoj kaj tre malaltaj temperaturoj per granda hidraŭlika pumpilo, kiun li fabrikigis per sia kuzo Célestin Courtois en lia presfabriko por vinberoj.

Kune kun siaj parizaj amikaj fizikistoj kaj kemiistoj, E. Colardeau kaj Émile Mathias, Louis Cailletet komencis disvolvadon de instrumentoj por mezuri altajn premojn kaj malaltajn temperaturojn, kiuj iĝos la temoj de multaj komunikaĵoj ĉe la Akademio. Tiamaniere ke, laŭ deklaroj de sia propra majstro kaj amiko Henri Sainte-Claire Deville (1818-1881) li kreas la novan kemion de la altaj premoj. Vintre de 1870-71, Ludoviko kaj lia edzino restis ĉe ilia hejmo en Châtillon-sur-Seine, ricevinte prusajn soldatojn kaj oficistojn.

Likvigo de la oksigeno kaj de la nitrogena duoksido

Novembre de 1877, en sia laboratorio de Châtillon-sur-Seine, li sukcesis likvigi la acetilenon, kaj sekve la nitrogenan duoksidon, per intensa malvarmo rezultanta el subita malkunpremo de gaso forte kunpremita ĉe 200 baroj, kaj poste malvarmigita per la helpo de malsamaj likvigitaj gasoj, kie la etileno bolas je −29 °C ĉe atmosfera premo.

En tiu sama jaro li sukcesis likvigi la oksigenon. En la 2-a de decembro 1877, li sukcesis produkti gutetojn da likva oksigeno per tute malsama metodo de sia kolego Raoul Pictet, uzante la efikon Joule-Thomson. Laŭ tiu tekniko, la oksigeno estas kunpremita je 200 baroj, kaj poste malvarmigita al −29 °C.

La procezo tiam spertas subitan altigon de temperaturo. Ĉi tiu ekspansio de 200 atm devas teorie produkti malvarmon en la ordo de -200°C, rezultante en la apero de fajnaj gutoj da likva oksigeno. En la sekvantaj jaroj, inter 1878 kaj 1886, Louis Cailletet havis la ideon plibonigi sian sistemon apartigante la likvigan tubon el la hidrarga ujo, kiu frostiĝas je −39 °C, por malvarmigi la oksigenon vakue kaj ĉe malaltaj temperaturoj.

La likviga sistemo de Cailletet konsistas je unu 0-300 bar-pumpilo, hidrarga ujo, likviga tubo kun frostiga sistemo kaj manometro. Lia tuta likviga sistemo estus fabrikitaj kaj komercitaj de la vendejoj de Ducretet en Parizo, ekde 1878. Ĝi servis, inter 1878 kaj 1950, al ĉiuj grandaj laboratoriaj esploroj kaj al studoj por gaslikvigoj tia kia la oksigeno, nitrogeno kaj hidrogeno far James Dewar.

En 1883-84 du poloj Zygmunt Wróblewski kaj Karol Olszewski atingis stabilan likvigon de kelkaj dekilitroj de oksigeno. En 1898, la angla fizikisto James Dewar sukcesis likvigi hidrogenon je −240°C kaj finfine en la 10-a de julio 1908, Heike Kamerlingh Onnes, en la Universitato de Lejdeno, sukcesis likvigi la plej malfacilan el ĉiuj, la gason heliumon.

Ĉi tiu malkovro malfermos la kampon de novaj esploroj, tiu de la superkonduktiveco. Kun la helpo de multaj esploristoj kaj profesoroj el la parizaj universitatoj kaj grandaj superaj lernejo, tiaj kiaj Colardeau, Mathias, Edmond Bouty (1846-1922), Paul Hautefeuille (1836-1902), Cailletet plenumis sennombrajn esplorojn kaj publikaĵojn pri tiuj kampoj.

Lia korespondaĵaro montras ke li kontaktis multajn eksterlandajn esploristojn en la tuta Eŭropo, tiaj kiaj Raoul Pictet en Ĝenevo, Svisio, Thomas Andrews (1813-1885) kaj Dewar el la "Reĝa Societo de Londono", Anglio, E. Bleekrode en Hago kaj Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926) el la Universitato de Lejdeno; la polaj profesoroj Wroblewski kaj Olszenski el la Universitato de Krakovo, sekvis la eksperimentojn de Cailletet, en Parizo, kaj aĉetis, tiel kiel multaj esploristo en la tuta Eŭropo, liajn maŝinojn fabrikitajn de Ducretet, en januaro 1878.

Ĉi-tiuj laboroj donis al Louis Cailletet kaj al lia kolego Raoul Pictet la medalon Davy, en 1878. Louis Cailletet estis elektita membro de la Akademio de Sciencoj, en 1884. Ĉiuj tiuj malkovroj reprezentis la origino de la moderna industrio de la malvarmo, de la kriogenio kaj de la altaj premoj. Louis Cailletet povus ripozi sur la krono de siaj gloroj, sed lia rimarkinda fakultato kiel inventisto ne permesis al li ripozi.

Liaj publikaĵoj, kiuj vekis grandan entuziasmon, kaj en la scienca mondo kaj en la publiko, estis sekvataj per serio da esploroj pri la stato de la gasoj proksimie al ilia kritika punkto pri la produktado de la malvarmo fare de la vaporiĝo el likvigitaj gasoj, la elektra konduktiveco kaj la denseco de ĉi-likvaĵoj. Estas danke al ĉi tiuj esploroj ke la moderna malvarma industrio naskiĝis, kiu revolucios la industrion kaj la modernan vivon en la dudeka jarcento.

Louis Cailletet tiam pli interesiĝas en siaj esploroj kaj publikaĵoj en la Akademio de Sciencoj, ol en la direktado de la forĝo kiu iom post iom perdas sian rapidon, kaj en la komercado de sia produktado en regiono kiu tiam ne havis grandajn rimedojn rilate al riveraj kaj fervojaj konektoj. En 1887, Ludoviko vendis sian forĝon en Chenecières al sia bofrato Émile Suquet (12.08.1834 - 20.05.1900)^[6], kiu funkciigas la altan forno de Villotte, antaŭ longe fermita. Lia edzino Berthe Delaunay mortis en 1889, kaj Louis Cailletet, perdinte siajn radikojn en Châtillon-sur-Seine, foriris al Parizo por ĝui merititan emeritiĝon. Tie li establis en la bulvardo Sankta Mikaelo, apud la Instituto, kemian laboratorion fronte al la Altlernejo de Minado.