Los físicos crean el chip más frío del mundo con una temperatura inferior a 3 millikelvin


Un equipo de físicos ha establecido un nuevo récord que ha enfriado con éxito un chip nanoelectrónico casi al cero absoluto.

Los físicos de la Universidad de Basilea han logrado refrigerar un chip nanoelectrónico a una temperatura insondable de menos de 3 millikelvin . Investigadores del Departamento de Física y del Instituto Suizo de Nanociencia en colaboración con científicos de Alemania y Finlandia utilizaron campos magnéticos para eliminar el calor de las conexiones eléctricas y del propio chip. Científicos de todo el mundo han estado trabajando en técnicas para llegar lo más cerca posible a cero. El cero absoluto se conoce como 0 kelvin o -273.15 ° C. Alcanzar estas temperaturas increíblemente frías proporciona las condiciones perfectas para los experimentos cuánticos y permite que se examinen fenómenos físicos completamente nuevos.

Campos magnéticos múltiples usados ​​para bajar las temperaturas

Los científicos, dirigidos por el físico de Basilea, el profesor Dominik Zumbühl, han establecido este último récord mediante el uso de refrigeración magnética. El enfriamiento magnético funciona cuando se reduce el campo magnético mientras se evita el calor externo. El científico utilizó el campo magnético en rampa para enfriar el chip y sus alrededores a 150 kelvins, luego usan otro campo magnético separado para enfriar un termómetro de bloqueo de Coulomb. Porque incluso el calor del termómetro sería suficiente para evitar que alcancen su objetivo de baja temperatura. Una vez que se trató esta fuente de calor, el chip fue capaz de establecer un registro muy frío y realmente mantenerse frío durante siete horas. “La combinación de sistemas de refrigeración nos permitió enfriar nuestro chip hasta por debajo de 3 milikelvin, y somos optimistas de que podemos usar el mismo método para alcanzar el límite mágico de 1 milikelvin”, dice Zumbühl.

El frío extremo abre las puertas a nuevas investigaciones

Esta ventana de siete horas permitirá a los científicos llevar a cabo experimentos en estas condiciones donde el movimiento de las partículas prácticamente se detiene. Comprender las propiedades de la física en temperaturas cercanas al cero absoluto tiene amplias aplicaciones en muchos campos. La investigación realizada a temperaturas extremadamente bajas arrojó algunos resultados en los últimos años.

Un experimento reciente descubrió que las moléculas en un gas ultrafrío pueden reaccionar químicamente a distancias hasta 100 veces mayores de lo que pueden a temperatura ambiente. Cuando se realizó el mismo experimento a temperaturas más cálidas, las reacciones químicas del gas tendieron a disminuir. Pero cuando la temperatura estuvo cerca del cero absoluto (-273.15 ° C o 0 Kelvin) las moléculas aún pueden intercambiar átomos y forjar nuevos enlaces químicos en el proceso. Deborah Jin de la Universidad de Colorado en Boulder, quien dirigió la investigación que se informó en Science Journal, dice: “Es perfectamente razonable esperar que cuando vaya al régimen ultrafrío no haya química de la que hablar. Este documento dice que no, que hay mucha química en funcionamiento “. Comprender cómo funcionan las cosas en estos entornos ultrafríos puede ayudarnos a comprender nuestro sistema solar y más allá. La temperatura más fría registrada en el sistema solar fue en la Luna.

En 2009, el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA midió áreas de cráteres permanentemente sombreados cerca del polo sur lunar que eran tan bajos como -240 ° C. Sin dudas, la carrera continuará en los laboratorios para intentar alcanzar temperaturas incluso más bajas que el récord establecido recientemente por el grupo de Basilea.

Vía |interestingengineering

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