固態(tài)量子冰箱

這款量子冰箱可以將一塊邊長(zhǎng)2.5厘米、厚3毫米的銅板從290毫開爾文冷卻到256毫開爾文，制冷過程歷時(shí)約18小時(shí)。

其冷卻能力卻與一臺(tái)能為林肯紀(jì)念堂(占地約2000多平方米)這樣規(guī)模的建筑物降溫的窗式空調(diào)相當(dāng)。

這款量子冰箱原型的外形尺寸僅約幾英寸(1英寸=2.54厘米)大小，其制冷元件由48個(gè)利用特定材料制成的微小"三明治"組成。

人們可以將任何合適的物體放置在制冷區(qū)，待冷卻好以后再取走，使用方式與通用的廚房冰箱別無二樣。

固態(tài)量子冰箱是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的研究人員研制的新型制冷機(jī)，它利用了微型和納米結(jié)構(gòu)的量子物理學(xué)原理，可將一個(gè)比自身體積大得多的物體冷卻到極其低的溫度。

固態(tài)量子冰箱

固態(tài)量子冰箱的制冷元件中的"三明治"結(jié)構(gòu)為一層普通金屬、一層1納米厚的絕緣層和一層超導(dǎo)金屬。當(dāng)施加電壓時(shí)，最熱的電子會(huì)從普通金屬層經(jīng)過絕緣體層"隧穿"到超導(dǎo)金屬層。普通金屬層的溫度急劇下降，從而耗盡被冷卻物體的電子能量和振動(dòng)能量，達(dá)到制冷效果。

通過顯微機(jī)械加工工藝，還可以將冷卻元件"貼"在銅板或其他物體上，制冷完畢后又能夠方便地移除。

利用納米結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)實(shí)現(xiàn)冷卻的技術(shù)有望提供一個(gè)緊湊、便利的制冷方式，使先進(jìn)傳感器的溫度能夠低于標(biāo)準(zhǔn)的低溫學(xué)溫度--300毫開爾文(MK)，從而提高其性能，以用于量子信息系統(tǒng)、望遠(yuǎn)鏡攝像機(jī)或?qū)ふ疑衩氐陌滴镔|(zhì)和暗能量。而在以往，這樣的低溫條件通常要使用液態(tài)氦才能制造出來。

2013年3月，美國(guó)科學(xué)家展示了他們最新研制的一款固態(tài)量子冰箱，這款制冷機(jī)利用納米結(jié)構(gòu)物理學(xué)原理，可將一個(gè)比自身體積大得多的物體冷卻到極其低的溫度。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的研究人員研制出一款固態(tài)量子冰箱。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人喬爾烏洛姆說，在試驗(yàn)中"我們利用納米結(jié)構(gòu)的量子力學(xué)來冷卻銅塊，而銅幾乎是這種制冷元件重量的100萬(wàn)倍。

該研究團(tuán)隊(duì)此前已經(jīng)演示過這種基本的冷卻方法，但現(xiàn)在已能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于冷卻較大的物體。并且，他們開發(fā)了一種顯微機(jī)械加工工藝，可以將冷卻元件"貼"在銅板或其他物體上，制冷完畢后又能夠方便地移除。