Даже ученые любят соревноваться за рекорды, поэтому многочисленные рабочие группы по всему миру используют высокотехнологичные холодильники для достижения температур, максимально приближенных к абсолютному нулю. Абсолютный ноль равен 0 кельвину или -273,15 ° C. Физики стремятся охладить свое оборудование как можно ближе к абсолютному нулю, потому что эти чрезвычайно низкие температуры создают идеальные условия для квантовых экспериментов и позволяют исследовать совершенно новые физические явления.Охлаждение выключением магнитного поля
Группа под руководством базельского физика профессора Доминика Зумбула ранее предлагала использовать принцип магнитного охлаждения в наноэлектронике для охлаждения наноэлектронных устройств до беспрецедентных температур, близких к абсолютному нулю. Магнитное охлаждение основано на том факте, что система может охладиться при уменьшении приложенного магнитного поля, при этом избегая любого внешнего теплового потока. Перед замедлением необходимо отвести тепло намагничивания с помощью другого метода, чтобы получить эффективное магнитное охлаждение.
Удачное сочетаниеТак команде Зумбуля удалось охладить наноэлектронный чип до температуры ниже 2,8 милликельвина, тем самым установив новый рекорд низких температур. Доктор Марио Пальма, ведущий автор исследования, и его коллега Кристиан Шеллер успешно использовали комбинацию двух систем охлаждения, каждая из которых была основана на магнитном охлаждении. Они охладили все электрические соединения чипа до температуры 150 микрокельвин — температуры, которая находится на расстоянии менее одной тысячной градуса от абсолютного нуля.
Затем они интегрировали вторую систему охлаждения непосредственно в сам чип, а также поместили на нее термометр кулоновской блокады. Конструкция и состав материала позволили им охладить этот термометр с помощью магнитов до температуры, почти такой же низкой, как абсолютный ноль.«Комбинация систем охлаждения позволила нам охладить наш чип до уровня ниже 3 милликельвинов, и мы надеемся, что можем использовать тот же метод для достижения магического предела в 1 милликельвин», — говорит Зумбуль.
Также примечательно, что ученые могут поддерживать эти чрезвычайно низкие температуры в течение семи часов. Это дает достаточно времени для проведения различных экспериментов, которые помогут понять свойства физики, близкие к абсолютному нулю.