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逼近“絕對零度”:巴塞爾大學將晶片冷卻到了0.0028開爾文

接近“絕對零度”的時候, 會發生許多有違常理、但又相當有趣的物理現象。 那麼在粒子運動都停止的溫度下(即 -273.15 ℃ / 0 開爾文), 又會是什麼樣的場景呢?據 Engadget 報導, 瑞士巴塞爾大學物理系的科學家們剛剛打造了一套研究設備, 其中心為一顆被冷卻到前所未有的低溫的納米晶片 —— 即 2.8×10-3開爾文(屬於 milli-Kelvin 的範圍)。 而達成這項成就的訣竅, 在於巧妙地利用磁場消除幾乎所有熱源。

(圖片來自:瑞士巴塞爾大學)

當然, 這麼做並非吹毛求疵。 一顆能夠在如此極端溫度條件下運行的晶片, 有助於我們理解物理學的極限。 比如, 我們可能會見到一些奇怪的現象。

● 首先, 研究人員借助磁冷卻技術, 將該晶片所有的電氣連接給降低到 1.5×10-4開爾文 (屬於 micro-Kelvin 的範圍)。

● 其次, 他們引入了一個特別構造的磁場系統, 允許研究人員給一個 Couloumb 封鎖溫度計降溫(當接近絕對零度的時候, 溫度計對熱量的影響也必須控制到最低)。

● 然後, 團隊讓晶片持續冷卻 7 小時。 對於這項測試來說, 等待是相當漫長的。

最終, 科學家們有望創造出一個量子物理實驗的理想條件。 即便如此, 他們仍樂觀估計其方案有改進空間, 比如將溫度進一步降低到 1.0×10-3開爾文。

原標題為:《On-and-off chip cooling of a Coulomb blockade thermometer down to 2.8 mK》

論文連結:http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5002565

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