零下273.056摄氏度!我国科学家实现无液氦极低温制冷

11个月前 来源:科技日报 观看:117

大约一个世纪前,人类首次将氦气液化,开启了利用液氦进行极低温制冷的新纪元。随后,极低温制冷技术被广泛应用于大科学装置、深空探测、材料科学、量子计算等国家安全和战略高技术领域。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

然而,用于极低温制冷的氦元素却面临供应短缺。有什么方法可以不用氦元素实现极低温制冷?一直是科学家要着力突破的难题。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

1月11日,《自然》在线发表了一项关于极低温制冷的重要进展。来自中国科学院大学、中国科学院物理所以及中国科学院理论物理所等单位的研究人员,在钴基三角晶格磁性晶体中首次发现量子自旋超固态存在的实验证据。同时,他们利用该晶体材料,通过绝热去磁获得了94毫开(零下273.056摄氏度)的极低温,成功实现无液氦极低温制冷,并将该效应命名为“自旋超固态巨磁卡效应”。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国科学院大学供图NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

超固态是物质在接近绝对零度(零下273.15摄氏度)时,呈现的一种神奇的量子态。在这种物态下,物质既有晶体态中原子规则排布的特征,又可以像超流体一样无摩擦地流动。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

事实上,诺贝尔物理学奖得主安东尼·莱格特等人在20世纪70年代就提出了“固态物质能否同时成为超流体”的著名科学问题。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“半个世纪以来,除了通过冷原子气模拟超固态可能存在的证据外,在固体中人们仍未找到超固态存在的确凿证据,而寻找这种奇特量子物态也成为人们的长期研究目标。”论文共同通讯作者、中国科学院大学教授苏刚说。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

磁卡效应是指磁性材料随外磁场变化而产生显著温度变化的现象。利用特殊的磁性物质——顺磁盐的磁卡效应,美国科学家、诺贝尔奖得主吉奥克通过绝热去磁首次实现了显著低于1开尔文以下的制冷。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

这项研究始于2021年,基于前期的理论研究,苏刚教授和论文共同通讯作者、中国科学院理论物理所研究员李伟向中国科学院物理研究所的项俊森博士和孙培杰研究员提出了研究钴基阻挫三角晶格材料——磷酸钠钡钴盐低温物性的建议。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

项俊森等人克服极低温下的漏热控制与温度测量等诸多技术难题,反复测试、技术迭代,研发了新型低温测量器件,最终成功观察到自旋超固态的磁卡效应。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

同时,北京航空航天大学副教授金文涛课题组提供了高质量单晶并开展了低温中子衍射实验。由于材料中的钴离子磁矩较小,而且需要在100毫开以下低温条件下进行测量,实验非常困难。经过多次尝试,他们最终获得了自旋超固态量子相变的微观证据。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

李伟表示,后续工作面临的最大困难是新器件及制冷机的研发等。如何将实验室的成果转化成实际的器件和制冷机,为深空探测或量子计算提供极低温环境和足够的冷量,在科学和工程技术方面都面临一定挑战。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

《自然》审稿人对这项研究给予了高度评价。他们认为,该成果“报道了超低温下对一种复杂化合物的高质量实验”“理论与实验的符合极好地支持了该工作的核心结论”“漂亮的工作展示了自旋超固态的熵效应有多大,会引发广泛的研究兴趣”。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

苏刚表示,这一新物态与新效应的发现是基础研究的一项重大突破,也为我国在深空探测、量子科技、物质科学等尖端领域研究的极低温制冷“卡脖子”难题提供了一种新的解决方案。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

大约一个世纪前,人类首次将氦气液化,开启了利用液氦进行极低温制冷的新纪元。随后,极低温制冷技术被广泛应用于大科学装置、深空探测、材料科学、量子计算等国家安全和战略高技术领域。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

然而,用于极低温制冷的氦元素却面临供应短缺。有什么方法可以不用氦元素实现极低温制冷?一直是科学家要着力突破的难题。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

1月11日,《自然》在线发表了一项关于极低温制冷的重要进展。来自中国科学院大学、中国科学院物理所以及中国科学院理论物理所等单位的研究人员,在钴基三角晶格磁性晶体中首次发现量子自旋超固态存在的实验证据。同时,他们利用该晶体材料,通过绝热去磁获得了94毫开(零下273.056摄氏度)的极低温,成功实现无液氦极低温制冷,并将该效应命名为“自旋超固态巨磁卡效应”。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国科学院大学供图NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

超固态是物质在接近绝对零度(零下273.15摄氏度)时,呈现的一种神奇的量子态。在这种物态下,物质既有晶体态中原子规则排布的特征,又可以像超流体一样无摩擦地流动。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

事实上,诺贝尔物理学奖得主安东尼·莱格特等人在20世纪70年代就提出了“固态物质能否同时成为超流体”的著名科学问题。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“半个世纪以来,除了通过冷原子气模拟超固态可能存在的证据外,在固体中人们仍未找到超固态存在的确凿证据,而寻找这种奇特量子物态也成为人们的长期研究目标。”论文共同通讯作者、中国科学院大学教授苏刚说。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

磁卡效应是指磁性材料随外磁场变化而产生显著温度变化的现象。利用特殊的磁性物质——顺磁盐的磁卡效应,美国科学家、诺贝尔奖得主吉奥克通过绝热去磁首次实现了显著低于1开尔文以下的制冷。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

这项研究始于2021年,基于前期的理论研究,苏刚教授和论文共同通讯作者、中国科学院理论物理所研究员李伟向中国科学院物理研究所的项俊森博士和孙培杰研究员提出了研究钴基阻挫三角晶格材料——磷酸钠钡钴盐低温物性的建议。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

项俊森等人克服极低温下的漏热控制与温度测量等诸多技术难题,反复测试、技术迭代,研发了新型低温测量器件,最终成功观察到自旋超固态的磁卡效应。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

同时,北京航空航天大学副教授金文涛课题组提供了高质量单晶并开展了低温中子衍射实验。由于材料中的钴离子磁矩较小,而且需要在100毫开以下低温条件下进行测量,实验非常困难。经过多次尝试,他们最终获得了自旋超固态量子相变的微观证据。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

李伟表示,后续工作面临的最大困难是新器件及制冷机的研发等。如何将实验室的成果转化成实际的器件和制冷机,为深空探测或量子计算提供极低温环境和足够的冷量,在科学和工程技术方面都面临一定挑战。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

《自然》审稿人对这项研究给予了高度评价。他们认为,该成果“报道了超低温下对一种复杂化合物的高质量实验”“理论与实验的符合极好地支持了该工作的核心结论”“漂亮的工作展示了自旋超固态的熵效应有多大,会引发广泛的研究兴趣”。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

苏刚表示,这一新物态与新效应的发现是基础研究的一项重大突破,也为我国在深空探测、量子科技、物质科学等尖端领域研究的极低温制冷“卡脖子”难题提供了一种新的解决方案。NvD即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

本文链接:http://www.gihot.com/news-2-893-0.html零下273.056摄氏度!我国科学家实现无液氦极低温制冷

声明:本网页内容由互联网博主自发贡献,不代表本站观点,本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼,请大家谨防诈骗!若有侵权等问题请及时与本网联系,我们将在第一时间删除处理。

上一篇:国家流感中心发布《流感监测周报》:甲流比例明显下降 乙流占比有所上升

下一篇:世卫组织:新冠病毒去年12月全球加速传播

为你推荐
必看:网上被黑遇到系统审核维护怎么办藏分技巧【微信chuhei816】被黑不给取款怎么办,小编来告诉你 在互联网日益发展的今天,网上金融活动已经渗透到我们生活的方方面面。然而,随...
08-05
必看:棋牌平台不给出款怎么办解决办法【微信chuhei816】被黑不给取款怎么办,小编来告诉你 在互联网日益发展的今天,网上金融活动已经渗透到我们生活的方方面面。然而,随之而来的...
08-05
花呗提现商家V:sshh1838 全天在线秒,或者扫下方二维码直接添加客服操作          虽说套花呗已是很普遍,但很多人还是不知道如何才能把支付宝花呗套取现金后不风控...
08-06
个人付款码是由用户自己生成,并用于向商家支付款项。用户可以在微信钱包中生成个人付款码,并在需要支付的时候向商家展示。商家只需使用微信扫描个人付款码,即可完成支付过程。...
08-06
现在网络鱼龙混杂,请认准靠谱八年商家,金牌小帮手——小创(137-1300-6106可v可来电)(全年365天不掉线) 【得物佳物分期购可以提现吗】【得物的分期购额度怎么套出来...
08-26
现在网络鱼龙混杂,请认准靠谱八年商家,金牌小帮手——小创(137-1300-6106可v可来电)(全年365天不掉线) 【花呗信用购快速套取出来方法】【花呗信用购怎么刷出来】【...
08-17
指导!支付宝花呗怎么免费提现,轻松7种方法提现我们可以更灵活地使用资金。在进行套现操作前,请确保花呗的可用额度足够,并了解还款日期,以避免逾期费用。按照以下步骤进行操作:...
09-03
谈吐:微信分付怎么套出来现金,11种最新方法记得收藏!现目前很多人并不具备开通资质,符合资质的用户才会受到邀请,因此仅有一小部分优质的人才会拥有分付额度。 很多人都会遇到...
08-25
所有的疾病,无论是最后痊愈还是症状缓解,其实最根本靠的不是大夫的高超医术,而是每个人的自我修复能力。这不是说医生的作用不重要,但是医生顶多算个辅导老...
06-06
  近日,安徽省金融监管部门对辖内多家农村商业银行开出罚单,针对其违法违规行为实施严厉处罚。...
09-23
嘉兴风控花呗白条套取秒到账:【181 181 43671微信同号】微信分付、抖音月付、支付宝信用购取消实体商家当面刷,本地一手超低费用没有中间商赚差价,所有信息已实名安全的很。十...
09-01
京东白条是一种分期付款方式,可以帮助用户分批支付购买京东商品的费用。使用京东白条需要先在京东注册一个会员账号,并通过实名认证。如果你想使用京东白条提现,那么就需要先在...
07-30
泉州当面套VISA境外卡微信分付信用卡白条花呗微电:132 4477 7808全天在线欢迎来电,还有分付,分期乐,苹果专享额度都可以办理!京东白条怎么取现使用,对于正常的上班族来说,未到月底...
07-27
新华社北京3月19日电 3月19日,《新华每日电讯》发表题为《“实际损失30多亿元,赔付仅不到5亿元”——我国近年来海上最大的溢油污染事故调查》的报道。两艘外籍货轮在黄海海...
03-19
据环球网援引韩国“Daily An”网站29日报道,首尔麻浦区合井站等地铁站的出入口日前张贴起秃鹰等猛禽的照片,令乘客纷纷感到好奇,而事件的起因竟是为了防止鸽子乱入。韩国首尔地...
01-30
返回

点击右上角微信好友

朋友圈

点击浏览器下方“”分享微信好友Safari浏览器请点击“”按钮

点击右上角QQ

点击浏览器下方“”分享QQ好友Safari浏览器请点击“”按钮