Ny rekord: Forskere nedkøler nanochip til under 3 millikelvin

En chip forberedes til et køligt eksperiment. Illustration: Basel Universitet, afdelingen for fysik

Fysikere ved universitetet i Basel i har i samarbejde med tyske og finske forskere formået at afkøle en nanochip til kun tre millikelvin – tre tusindedele over det absolutte nulpunkt på -273,15 grader celcius. Forskerne brugte magnetisk køling til formålet, både hvad angår de elektriske forbindelser samt selve chippen. Resultaterne er offentliggjort i en artikel i tidsskriftet Applied Physics Letters.

Nedkøling så tæt på det absolutte nulpunkt giver optimale muligheder for kvanteeksperimenter og gør det muligt at undersøge nye fysiske fænomener.

Magnetisk køling bygger på, at et system kan nedkøle når et magnetfelt løjer af i forbindelse med at ekstern varmeledning undgås. Før der skrues ned for magnetfeltet, skal varmen fra magnetiseringen fjernes med en anden metode, for at den magnetiske afkøling kan være effektiv.

Sætter ny kulderekord

På denne måde fik forskerholdet temperaturen ned på 2,8 millikelvin, som er ny rekord. Holdet kombinerede to kølesystemer, som begge bygger på magnetisk køling. De fik chippens elektriske forbindelser ned på kun 150 mikrokelvin. Dernæst blev et andet kølesystem integreret med selve chippen, sammen med et såkaldt Coulomb-blokade-termometer.

»Kombinationen af kølesystemer tillod os at køle chippen ned til under tre millikelvin, og vi er forhåbningsfulde i forhold til at vi kan benytte de magiske én millikelvin-grænsen,« siger holdets leder Professor Dominik Zumbühl til Eurekalert.

Forskerne er i stand til at opretholde disse ekstremt lave temperaturer i syv timer ad gangen. Det giver tid nok til at udføre forskellige eksperimenter, som kan hjælpe med at forstå fysikken på temperaturer omkring det absolutte nulpunkt.