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接近絕對零度:世界上最冷的電子晶片


- 2018年7月06日16時26分
- 科學文摘 / 煎蛋網

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接近絕對零度:世界上最冷的電子晶片圖片

University of Basel

絕對零度,即0開氏度,或-273.15攝氏度。理論上,達到此溫度時,粒子的動能和勢能皆為0。一直以來,科學家對接近絕對零度的物理學現象非常感興趣。這種極端低溫是進行量子實驗的理想條件。在此溫度下,物理學家能夠探索各種奇特的物理學現象。


因此,世界各地的許多研究人員都在運用高科技冷凝裝置,以求儘可能達到絕對零度。然而,絕對零度是不可達到的。隨著溫度越來越低,你需要費越來越大的勁,才能讓溫度降得更低。

不過,科學家從未停止嘗試。巴塞爾大學的物理學家曾經提出,利用磁冷卻使納米電子設備的溫度降到接近絕對零度,這種方法能夠實現破紀錄的低溫。磁冷卻的原理是這樣的:在絕熱條件下,當外加磁場逐漸減小時,系統會漸漸冷卻。在減小磁場前,磁化產生的熱量需要通過其它方法吸收掉。

如今,他們成功結合了兩個冷卻系統,將一個納米電子晶片冷卻至2.8毫開氏溫標,創下了低溫記錄。這兩個冷卻系統均基於磁冷卻法。他們將晶片的所有導電連接冷卻到了150微開氏度(離絕對零度不到千分之一度)。隨後,他們將第二個冷卻系統直接應用於晶片本身,同時置入了一個庫侖阻塞溫度計(用於測量溫度)。溫度計的特殊構造和材料成分使它能夠通過磁冷卻降至接近絕對零度。

主要研究人員、物理學教授Dominik Zumbühl說道:


我們結合了兩個冷卻系統,將晶片冷卻至3毫開氏度以下。我們樂觀地認為,我們最終能夠運用此方法實現1毫開氏度。

更不可思議的是,研究人員成功使晶片保持了7小時的超低溫。科學家能夠利用這段時間進行多項探索實驗,了解接近絕對零度時的物理學特性。



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