瑞士巴塞尔大学的物理学家们成功地将一种纳米电子芯片冷却至3毫开尔文以下。瑞士、德国、芬兰三国科学家互助创造了这项记录。他们利用“磁冷却”的方法冷却电气连接和芯片本身。
背景
时下，隆冬已至，温度降至零下几摄氏度，就已经让我们冻得瑟瑟颤动。
然而，这统统比起最寒冷的温度：绝对零度，还差很远。绝对零度，是热力学的最低温度，但只是理论上的下限值。热力学温标的单位是开尔文（K），绝对零度便是开尔文温度标（简称开氏温度标，记为K）定义的零点。0K约即是摄氏温标零下273.15摄氏度，即0开尔文或者-273.15°C。
靠近绝对零度时，会发生许多奇特的物理征象，个中最著名的便是：超导征象。1911年，荷兰科学家创造，将汞冷却至 -268.98℃（4.2K）时，汞的电阻险些溘然消逝了。此时，汞实际上就成为了超导体。
（图片来源：维基百科）
科学家们争相创造最低温度的记录，全天下大量的研究小组利用高科技冷冻机，使温度尽可能地靠近绝对零度。之以是物理学家们尽可能地将他们的装置冷却至靠近绝对零度，是由于这种极度低温为量子设备供应了一种空想条件，用于考验全新的物理征象。
创新
最近，瑞士巴塞尔大学的物理学家们成功地将一种纳米电子芯片冷却至3毫开尔文以下。瑞士纳米科学研究所物理系的科学家们，与德国和芬兰的大学互助，创造了这项记录。他们利用“磁冷却”的方法冷却电气连接以及芯片本身。研究成果揭橥于《 Applied Physics Letters》期刊。
（图片来源：巴塞尔大学物理系）
技能
巴塞尔大学物理系教授 Dominik Zumbühl 领导的科研小组之前表示，在纳米电子领域，利用“磁冷却”事理可以冷却纳米电子设备，使其前所未有地靠近绝对零度。磁冷却基于这样一个事实：当施加的磁场逐渐低落且避免任何的外界热流时，系统可以逐渐冷却下来。在系统温度低落之前，磁化的热量须要通过其他方法去除，从而担保有效的磁冷却。
（图片来源：参考资料【2】）
这正是Zumbühl 的团队所用的方法，他们将纳米电子芯片的温度冷却至2.8毫开尔文以下，创造了新的低温记录。论文领导作者Mario Palma 博士和他的同事 Christian Scheller 成功地结合了这两种基于磁冷却的冷却系统。他们将芯片的所有电气连接冷却至150微开尔文，而这个温度间隔绝对零度不敷千分之一摄氏度。
然后，他们将第二个冷却系统直接集成到芯片本身中，并在它上面安顿了一个库仑壅塞温度计。这种布局和材料身分，让他们能够通过磁场将这个温度计的温度冷却至靠近于绝对零度。
代价
Zumbühl 表示，这两种冷却系统的结合让他们可以将芯片的温度冷却至3毫开尔文以下，而且他们对付利用同样的方法达到神奇的1毫开尔文的极限，感到乐不雅观。
其余一点也非常引人瞩目，科学家们可以将这些极低的温度保持超过7小时。这为开展各种实验，理解靠近绝对零度时的物理特性，供应了足够的韶光。
关键字
绝对零度、芯片
参考资料
【1】https://www.unibas.ch/en/News-Events/News/Uni-Research/The-coldest-chip-in-the-world.html
【2】M. Palma, C. P. Scheller, D. Maradan, A. V. Feshchenko, M. Meschke, D. M. Zumbühl. On-and-off chip cooling of a Coulomb blockade thermometer down to 2.8 mK. Applied Physics Letters, 2017; 111 (25): 253105 DOI: 10.1063/1.5002565
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