逼近“绝对零度”:巴塞尔大学将芯片冷却到了0.0028开尔文

2017年12月27日 15:12 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

接近“绝对零度”的时候,会发生许多有违常理、但又相当有趣的物理现象。那么在粒子运动都停止的温度下(即 -273.15 ℃ / 0 开尔文),又会是什么样的场景呢?据 Engadget 报道,瑞士巴塞尔大学物理系的科学家们刚刚打造了一套研究设备,其中心为一颗被冷却到前所未有的低温的纳米芯片 —— 即 2.8×10-3 开尔文(属于 milli-Kelvin 的范围)。而达成这项成就的诀窍,在于巧妙地利用磁场消除几乎所有热源。

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(图片来自:瑞士巴塞尔大学)

当然,这么做并非吹毛求疵。一颗能够在如此极端温度条件下运行的芯片,有助于我们理解物理学的极限。比如,我们可能会见到一些奇怪的现象。

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● 首先,研究人员借助磁冷却技术,将该芯片所有的电气连接给降低到 1.5×10-4 开尔文 (属于 micro-Kelvin 的范围)。

● 其次,他们引入了一个特别构造的磁场系统,允许研究人员给一个 Couloumb 封锁温度计降温(当接近绝对零度的时候,温度计对热量的影响也必须控制到最低)。

● 然后,团队让芯片持续冷却 7 小时。对于这项测试来说,等待是相当漫长的。

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最终,科学家们有望创造出一个量子物理实验的理想条件。即便如此,他们仍乐观估计其方案有改进空间,比如将温度进一步降低到 1.0×10-3 开尔文。

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原标题为:《On-and-off chip cooling of a Coulomb blockade thermometer down to 2.8 mK》

论文链接:http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5002565

[来源:University of Basel]

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