:中国科学家在无液氦条件下实现极低温制冷的突破
在一个世纪前,人类首次液化了氦气,从而开启了极低温制冷技术在众多领域的广泛应用,如大型科学设备、深空探测、材料科学和量子计算等。然而,随着全球氦资源的短缺,寻找无需氦元素的极低温制冷方法变得尤为重要。近日,由中国科学院大学苏刚教授领衔的研究团队在国际知名学术期刊《自然》上发表了他们的研究成果,成功实现了无液氦条件下的极低温制冷技术的基础研究突破,为解决我国氦资源短缺问题提供了新的解决方案。
中国科学家在无液氦条件下实现极低温制冷的突破
研究团队在一种钴基三角晶格量子磁性材料中首次发现了名为“自旋超固态”的新奇物质状态,并获得了其实际存在的实验证据。他们利用这种材料,通过绝热去磁过程获得了94毫开的极低温,即零下273.056摄氏度,实现了无液氦极低温制冷,并将这一效应命名为“自旋超固态巨磁卡效应”。
中国科学院大学苏刚教授表示,他们将这种材料置于磁场中,并在热量不泄漏的情况下对其进行退磁处理,即逐渐减小磁场。在此过程中,材料的温度会逐渐降低,最终达到94毫开。
极低温制冷技术在我国科研领域是一项亟待攻克的关键核心技术。此次基础研究的成功突破标志着国际上首次在实际固体材料中证实了超固态的存在。研究团队的未来目标是在不断突破极低温极限的同时,研发出无液氦极低温制冷机。这将有望为超导量子计算机等前沿技术领域提供接近绝对零度的运行环境,并在凝聚态物理、材料科学和深空探测等领域发挥重要作用。
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