宇宙中最冷的樂高,溫度只比絕對零度高1.6毫度,你敢摸一下嗎?

博科園 發佈 2019-12-23T08:27:42+00:00

在該裝置中,<40 0 NW的功率可以將5 cm~2實驗區域加熱到1 K以上,而稀釋制冷機的基溫不會有任何明顯變化。

在一新項實驗中,樂高首次被冷卻到可能的最低溫度,這揭示了這種流行玩具的新用途。其特殊性質意味著它可以在量子計算的發展中發揮作用。蘭開斯特大學一個世界領先的超低溫物理學家團隊,決定在破紀錄的稀釋冰箱中放置一個樂高數字和四個樂高積木。這台機器是由該大學專門製造的,是世界上最有效的冰箱,能夠達到絕對零度(零下273.15攝氏度)以上1.6毫度,你敢摸一下嗎?

這比室溫低約200000倍,比深空冷2000倍,其研究成果發表在著名期刊《科學報告》上。領導該研究小組的德米特里·茲梅耶夫博士說:研究結果意義重大,因為我們發現樂高積木之間的夾持安排,使樂高結構在低溫下表現出極好的絕熱性能。這對於用於設計未來科學設備(如稀釋冰箱)材料來說是非常可取的,50年前發明的稀釋冰箱是全球數十億美元產業的中心。

對現代實驗物理和工程工作至關重要,包括量子計算機的開發。使用ABS塑料結構,如樂高,而不是目前使用的固體材料,意味著任何未來的隔熱材料都可以以顯著降低的成本生產。下一步是為下一代稀釋冰箱設計和3D列印一種新的隔熱材料。在70 mK到1.8 K的溫度範圍內,測量了由商用丁腈-丁二烯-苯乙烯模塊製成的結構(稱為樂高模塊)的導熱係數,確定了該樣品的導熱係數κ = (8.7MK± 0.3) × 10−5T 1.75±0.0 2 WK−1m−1的冪律。

在探索的溫度範圍內,這種ABS/空心複合材料在保持固體支撐物的同時,比眾所周知的塊狀絕緣體材料提供了更好的隔熱性能。樂高積木是Macor或Vespel等材料的廉價和最好的替代品。在該裝置中,<4 0 0 NW的功率可以將5 cm~2實驗區域加熱到1 K以上,而稀釋制冷機的基溫不會有任何明顯變化。研究表明,通過3D列印可以輕鬆而廉價地生產出具有更好熱性能的定製模塊材料。

博科園|研究/來自:蘭開斯特大學

參考期刊《科學報告》

DOI: 10.1038/s41598-019-55616-7

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