Общ

Физиците създават най-студения чип в света с температура под 3 миликелвина


Физиците от университета в Базел са успели да охладят наноелектронния чип до неразбираемата температура под 3 миликелвина. Изследователи от Катедрата по физика и Швейцарския институт по нанонауки в сътрудничество с учени от Германия и Финландия използваха магнитни полета, за да елиминират топлината от електрическите връзки, както и от самия чип. Учени от цял ​​свят работят върху техники за достигане възможно най-близо до нулата. Абсолютната нула се нарича 0 келвин или -273,15 ° C. Достигането на тези мекотели студени температури осигурява перфектни условия за квантови експерименти и позволява да се изследват изцяло нови физични явления.

Множество магнитни полета, използвани за понижаване на температурите

Учените, водени от физика от Базел професор Доминик Зумбюл, са поставили този последен рекорд с помощта на магнитно охлаждане. Магнитното охлаждане работи, когато магнитното поле е намалено, докато се избягва външната топлина. Ученият използва намаленото магнитно поле, за да охлади чипа и заобикалящата го среда до 150 келвина, след което те използват друго отделно магнитно поле, за да охладят кулонов блокаден термометър. Защото дори топлината от термометъра би била достатъчна, за да ги спре да достигнат целта си за ниска температура. След като този източник на топлина се справи с чипа, той успя да постави много хладния рекорд и всъщност да остане студен за седем часа. „Комбинацията от охлаждащи системи ни позволи да охладим чипа си под 3 миликелвина и ние сме оптимисти, че можем да използваме същия метод, за да достигнем вълшебната граница от 1 миликелвин“, казва Зумбюл.

Екстремният студ отваря врати за нови изследвания

Този седемчасов прозорец ще позволи на учените да провеждат експерименти при тези условия, при които движението на частиците на практика спира. Разбирането на свойствата на физиката при температури, близки до абсолютната нула, има широко приложение в много области. Изследванията, направени при изключително ниски температури, доведоха до някои резултати през последните няколко години.

Един скорошен експеримент установи, че молекулите в свръхстуден газ могат да реагират химически на разстояния до 100 пъти по-големи, отколкото при стайна температура. Когато същият експеримент беше направен при по-високи температури, химическите реакции на газа имаха тенденция да се забавят. Но когато температурата е била близка до абсолютната нула (-273,15 ° C или 0 Келвина), молекулите все още могат да обменят атоми и да създават нови химически връзки в процеса. Дебора Джин от Университета на Колорадо в Боулдър, която ръководи изследването, публикувано в Science Journal, казва: „Напълно разумно е да се очаква, че когато преминете към ултра-студен режим, няма да се говори за химия. Тази статия казва не, има много химия. " Разбирането как работят нещата в тези ултра студени среди може да ни помогне да разберем нашата слънчева система и не само. Най-студената регистрирана температура в Слънчевата система беше на Луната.

През 2009 г. лунният разузнавателен орбитър на НАСА измерва райони с трайно засенчени кратери близо до лунния южен полюс, които са били до -240 ° C. Без съмнение състезанието ще продължи в лаборатории, за да се опита да постигне дори по-ниски температури от скорошния рекорд, поставен от базираната в Базел група.


Гледай видеото: 666 - обяснено в 10 минути (Август 2021).