美发明新型固态量子冰箱 可冷却比自身大得多物体


2013年03月30日 09:29    来源:中国广播网

美发明新型固态量子冰箱 可冷却比自身大得多物体

2013年03月30日 11:01   来源:中国广播网   费磊

  中广网北京3月30日消息(记者费磊)据中国之声《央广新闻》报道,美国科学家近日展示了他们最新研制的一款固态量子冰箱,这款制冷机利用纳米结构物理学原理,可将一个比自身体积大得多的物体冷却到极其低的温度。

  据美国物理学家组织网报道,美国国家标准与技术研究院的研究人员研制出一款固态量子冰箱。项目负责人乔尔·乌洛姆说,在试验中“我们利用纳米结构的量子力学来冷却铜块,而铜几乎是这种制冷元件重量的100万倍。 

  据发表在《应用物理快报》上的论文描述,这款量子冰箱的制冷元件由48个利用特定材料制成的微小“三明治”组成,可以将一块边长2.5厘米、厚3毫米的铜板从290毫开尔文冷却到256毫开尔文,制冷过程历时约18小时。按照这样的比值来计算。这款量子冰箱原型的外形尺寸不过几英寸(1英寸=2.54厘米)大小,其冷却能力却与一台能为林肯纪念堂(占地约2000多平方米)这样规模的建筑物降温的窗式空调相当。

  该研究团队此前已经演示过这种基本的冷却方法,但现在已能够将其应用于冷却较大的物体。并且,他们开发了一种显微机械加工工艺,可以将冷却元件“贴”在铜板或其他物体上,制冷完毕后又能够方便地移除。

  更重要的是, 这项技术有望提供一个紧凑、便利的制冷方式,使先进传感器的温度能够低于标准的低温学温度——300毫开尔文(MK),从而提高其性能,以用于量子信息系统、望远镜摄像机或寻找神秘的暗物质和暗能量。而在以往,这样的低温条件通常要使用液态氦才能制造出来。

  报道指出,目前,利用这项技术将温度降低至低于300毫开尔文需要复杂、庞大而昂贵的设备。研究人员希望以此建造更为简单、紧凑的替代品,以便更容易地为先进传感器降温。

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