@ 2017.12.31 , 18:30

接近绝对零度:世界上最冷的电子芯片

接近绝对零度:世界上最冷的电子芯片
University of Basel

绝对零度,即0开氏度,或-273.15摄氏度。理论上,达到此温度时,粒子的动能和势能皆为0。一直以来,科学家对接近绝对零度的物理学现象非常感兴趣。这种极端低温是进行量子实验的理想条件。在此温度下,物理学家能够探索各种奇特的物理学现象。

因此,世界各地的许多研究人员都在运用高科技冷凝装置,以求尽可能达到绝对零度。然而,绝对零度是不可达到的。随着温度越来越低,你需要费越来越大的劲,才能让温度降得更低。

不过,科学家从未停止尝试。巴塞尔大学的物理学家曾经提出,利用磁冷却使纳米电子设备的温度降到接近绝对零度,这种方法能够实现破纪录的低温。磁冷却的原理是这样的:在绝热条件下,当外加磁场逐渐减小时,系统会渐渐冷却。在减小磁场前,磁化产生的热量需要通过其它方法吸收掉。

如今,他们成功结合了两个冷却系统,将一个纳米电子芯片冷却至2.8毫开氏温标,创下了低温记录。这两个冷却系统均基于磁冷却法。他们将芯片的所有导电连接冷却到了150微开氏度(离绝对零度不到千分之一度)。随后,他们将第二个冷却系统直接应用于芯片本身,同时置入了一个库仑阻塞温度计(用于测量温度)。温度计的特殊构造和材料成分使它能够通过磁冷却降至接近绝对零度。

主要研究人员、物理学教授Dominik Zumbühl说道:

我们结合了两个冷却系统,将芯片冷却至3毫开氏度以下。我们乐观地认为,我们最终能够运用此方法实现1毫开氏度。

更不可思议的是,研究人员成功使芯片保持了7小时的超低温。科学家能够利用这段时间进行多项探索实验,了解接近绝对零度时的物理学特性。

本文译自 sciencealert & sciencedaily,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
原作者:CHELSEA GOHD


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