24 сентября 2022
Учёные из старейшего в Швейцарии Базельского университета установили новый температурный рекорд по сверхсильному охлаждению вещества. Но самым ценным в разработке обещает стать возможность адаптировать применённый подход для охлаждения квантовых процессоров и даже обычных полупроводников.
Экспериментальная установка (термодатчик находится по центру рядом с линейкой). Источник изображения: University of Basel
Предложенное решение представляет собой цепь из массива медных островков на кремниевой подложке. Такая же или похожая цепь работает как термометр — измерить рекордно низкую температуру так же сложно, как и её достичь. Охлаждали образец с помощью двух технологий: с помощью магнитных полей и с использованием жидкого гелия.
Главной доработкой холодильной установки стала очень «жёсткая» фиксация образца, которая позволила избавиться от «теплового» влияния со стороны холодильной системы. В процессе работы холодильник на основе гелия создаёт вибрации, которые передаются образцу и не дают ему охлаждаться настолько, насколько он мог бы. Напомним, охладить вещество до близких к абсолютному нулю температур означает максимально замедлить колебания атомов этого вещества. Фактически в игру вступают законы квантовой механики, а квантовые состояния разрушаются при любом «чихе».
Прочно зафиксированный образец сначала накрыли сильным магнитным полем, что упорядочило спины атомов меди и дало возможность эффективно охладить материал, а затем постепенно охладили его с помощью рефрижератора растворения (фиксация образца сыграла на этом этапе). На третьем этапе магнитное поле постепенно свели на нет, что снизило магнитную энергию образца и ещё сильнее уменьшило колебания атомов меди (и ещё немного охладило образец).
Источник изображения: Physical Review Research
Комбинированное охлаждение позволило добиться нового рекордного значения минимальной температуры — 220 мкК или всего на 220 миллионных долей градуса выше абсолютного нуля. В будущем исследователи хотят использовать свой метод для снижения температуры ещё в десять раз и, в перспективе, адаптировать его для охлаждения полупроводниковых материалов. Это откроет путь к изучению новых квантовых эффектов и разнообразных приложений, таких как оптимизация кубитов в квантовых компьютерах. Добавим, работа опубликована в издании Physical Review Research.
Хочешь узнать больше - читай отзывы
← Вернуться на предыдущую страницу
Корейські вчені навчилися швидко та просто вирощувати штучні алмази 26 апреля 2024
Корейські вчені навчилися швидко та просто вирощувати штучні алмази
Вагітна Онуфрійчук розказала про стереотипи, партнерські пологи та чому не купує одяг для майбутніх мам 26 апреля 2024
Колишня телеведуча Іванна Онуфрійчук, яка скоро вперше стане мамою, розказала про стереотипи щодо вагітності, з якими їй довелося стикатися.
Ексдружина Гусєва похизувалась стрункими формами за 4 місяці після пологів 26 апреля 2024
Колишня дружина футболіста Олега Гусєва, Маша Гуревич, яка у січні вдруге стала мамою, похизувалася стрункою фігурою в бікіні.