Новий пристрій дозволяє вченим досліджувати фізику поблизу абсолютного нуля
Абсолютний нуль
Вчені вже давно заінтриговані фізикою близько абсолютного нуля - температури 0 ° Кельвіна або -273,15 ° С, де частинки досягають мінімально можливої кількості руху - з тих пір, як ця межа була теоретизувати. Однак досягнення абсолютного нуля було названо неможливим: у міру того, як ви продовжуєте видаляти тепло з газу, щоб охолодити його, робота, необхідна для видалення тепла, зростає. При цій температурі робота з видалення додаткового тепла стає нескінченною.
Це не заважає вченим намагатися, однако. Нещодавно група з Університету Базеля розробила пристрій, який наближає нас до самого холодного холоду і дозволяє їм досліджувати дивну фізику, яка, як вважається, має місце поблизу абсолютного нуля.
Команда розробила наноелектронних чіп, який може охолодитися до рекордної позначки 2,8 міллікельвін. Пристрій використовує магнітне охолодження через прикладена магнітне поле, щоб зменшити електричні з'єднання мікросхеми до 150 мікрокельвіна. Використовуючи розроблену систему магнітного поля, команда також охолодила термометр для вимірювання температури і тримала чіп протягом семи годин. Цей тривалий період часу дозволив команді досліджувати це ультраохлаждаемое стан.
Хоча сам чіп вражає, це навіть не сама захоплююча частина цього експерименту. Цей чіп відкриває величезний потенціал, щоб краще зрозуміти, що відбувається з фізикою близько абсолютного нуля. Це розуміння може продовжувати збільшуватися, оскільки дослідники сподіваються поліпшити пристрій і їх експеримент, щоб в кінцевому підсумку досягти приголомшливого 1 міллікельвіна.
Холодна фізика
Протягом минулого року спостерігається межа (також відомий як межа квантової зворотної реакції) того, наскільки низько теоретично може охолодити об'єкт, був експериментально поставлений під сумнів. Дослідники змогли охолодити об'єкт до менше однієї п'ятої одного кванта, що нижче «квантового межі». Але пізніше вчені офіційно довели третій закон термодинаміки, показавши, що математично неможливо охолодитися до абсолютного нуля.
Дивна фізичний простір на вершині досягнення абсолютного нуля відносно невелике, так як було так важко досягти експериментально. Завдяки нашій новій здатності досліджувати це нестійкий стан, все ще багато що належить дізнатися про фізику при цих температурах.
Крім того, розуміння абсолютного нуля може потенційно поліпшити сучасну електроніку. На продуктивність транзисторів сильно впливає температура. Традиційні транзистори стикаються з цілою низкою проблем, коли вони перегріваються, що зазвичай відбувається. Показано, що транзистори, які використовуються в комп'ютерах, інтелектуальних пристроях та інших комерційно доступних електронних пристроях, набагато ефективніше при надзвичайно низьких температурах, таких як майже не вище нуля.
Використання надзвичайно низьких температур може поліпшити не тільки побутову електроніку, а й підтримувати технології, які ми використовуємо для вивчення далеких меж космосу. Інфрачервоні камери, створені для космічної зйомки, повинні працювати при мінімально можливих температурах, що дозволяє їм працювати з максимальною чутливістю. Ці температури також можуть бути невід'ємною частиною просування технологій медичної візуалізації.
Література: RSS-стрічка Engadget, Unibas
