В национальном институте технологий и стандартов, разработали и продемонстрировали новую модель холодильного агрегата, способного охлаждать большие объёмы до сверхнизких температур. Работа холодильника основана на явлениях квантовой физики. Опытный образец холодильного устройства, имеет размер не более десяти сантиметров, при этом внутрь можно помещать различные объекты, необходимые для научных целей. Мощность такого агрегата, относительно объёмов вырабатываемого холода, не больше чем у обычного бытового кондиционера. Руководитель проекта Джоэл Алом, считает что данное изобретение, как нельзя лучше демонстрирует применение на практике законов квантовой физики.
В этой машине, использованы законы. которые проявляются в наноструктурах, при охлаждении металлического бруска, который тяжелее в миллионы раз, чем сами элементы охлаждения. Данный аппарат, на сегодняшний день, является единственным в своём роде, поскольку управление им производится на микроскопическом уровне. Такая система, позволит учёным всего мира воспользоваться удобным и компактным средством охлаждения, для различных составляющих, необходимых в научной работе, позволяя производить охлаждение ниже уровня 300 мК. Следует отметить, что такого порога низких температур уже невозможно достичь при помощи использования жидкого гелия.
Возможность охлаждения до таких низких температур, позволит сделать новые открытия связанные с квантовыми вычислительными системами, разработать более чувствительные датчики для телескопов и тому подобное. Конструктивно, охлаждающие элементы представляют многослойную структуру, которая состоит из чередующихся металлических слоёв и состоящих из материала обладающего сверхпроводимостью. Между ними находится слой изоляции, толщиной не более нанометра. Для начала работы, необходимо приложить электрический потенциал, после чего за счёт туннельного эффекта электроны из металлического слоя преодолевают изоляционный слой и попадают на сверхпроводящую поверхность. В результате количество энергии в металлическом слое понижается, а пропорционально ему понижается и его температура ,что в свою очередь приводит к отводу тепловой энергии от охлаждаемого объекта.
Надо сказать, что свою технологию, изобретатели уже демонстрировали, но тогда это вылилось только в теоретические дебаты, а сейчас было продемонстрировано наглядное техническое решение. Основной трудностью, с которой пришлось столкнуться, по мнению разработчиков, это обеспечение качественного теплового контакта между медной пластиной и охлаждающим элементом. В результате решение было найдено в виде микромеханической обработки, что заняло довольно много времени.
Ваше мнение