Компактный квантовый холодильник из NIST охлаждает медь почти до абсолютного нуля

Источник: Schmidt/NIST

Специалисты американского Национального института стандартов и технологий продемонстрировали твердотельный холодильник на основе микроструктур, способных охлаждать гораздо более крупные предметы до очень низкой температуры. Размеры самого холодильника — всего несколько сантиметров по каждому из измерений.

Охлаждающие элементы представляют собой «микросэндвичи» из обычного металла, изолирующего слоя 1 нм и сверхпроводящего металла. При подаче напряжения самые горячие электроны туннелируют из обычного металла через изолятор на сверхпроводник, в результате температура первого резко падает. В ходе эксперимента удалось за 18 часов охладить медный блок 2,5х2,5х3 мм с 290 до 256 милликельвинов (с -272,86 до -272,89 ºC). По словам физиков NIST, это все равно как если бы одним оконным кондиционером охладили целое здание размером с Мемориал Линкольна (58х36х30 м).

Возможное применение устройства — для охлаждения сложных датчиков до температуры гораздо ниже стандарта в 300 милликельвинов, достигаемого с помощью жидкого гелия. Сейчас для этого нужны сложные, громоздкие и дорогостоящие установки. По оценкам физиков, небольшие усовершенствования квантового холодильника позволят ускорить охлаждение и снизить температуру до 100 милликельвинов.