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(xiàn)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(xiàn)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,以求盡可能達到絕對零度。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(jīng)提出,利用磁冷卻使納米電子設(shè)備的溫度降到接近絕對零度,這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)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(tǒng)會漸漸冷卻。在減小磁場前,磁化產(chǎn)生的熱量需要通過其它方法吸收掉。
如今,他們成功結(jié)合了兩個冷卻系統(tǒng),將一個納米電子芯片冷卻至2.8毫開氏溫標,創(chuàng)下了低溫記錄。這兩個冷卻系統(tǒng)均基于磁冷卻法。他們將芯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)。隨后,他們將第二個冷卻系統(tǒng)直接應用于芯片本身,同時置入了一個庫侖阻塞溫度計(用于測量溫度)。溫度計的特殊構(gòu)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(jié)合了兩個冷卻系統(tǒng),將芯片冷卻至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(xiàn)1毫開氏度。
更不可思議的是,研究人員成功使芯片保持了7小時的超低溫??茖W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。