Internacional. Físicos de la Universidad de Basilea han logrado refrigerar un chip nanoelectrónico a una temperatura inferior a 3 milikelvin. Los científicos del Departamento de Física y el Instituto Suizo de Nanociencia establecieron este registro en colaboración con colegas de Alemania y Finlandia. Utilizaron refrigeración magnética para enfriar las conexiones eléctricas, así como el chip en sí. Los resultados fueron publicados en la revista Applied Physics Letters.
Incluso a los científicos les gusta competir por los registros, razón por la cual numerosos grupos de trabajo de todo el mundo utilizan refrigeradores de alta tecnología para alcanzar temperaturas lo más cercanas posible al cero absoluto. El cero absoluto es 0 kelvin o -273.15 ° C. Los físicos pretenden enfriar sus equipos lo más cerca posible al cero absoluto, porque estas temperaturas extremadamente bajas ofrecen las condiciones ideales para los experimentos cuánticos y permiten examinar fenómenos físicos completamente nuevos.
Enfriamiento al apagar un campo magnético
El grupo dirigido por el físico de Basilea, el profesor Dominik Zumbühl, había sugerido anteriormente utilizar el principio del enfriamiento magnético en nanoelectrónica para enfriar los dispositivos nanoelectrónicos a temperaturas sin precedentes cercanas al cero absoluto. El enfriamiento magnético se basa en el hecho de que un sistema puede enfriarse cuando se reduce el campo magnético aplicado mientras se evita cualquier flujo de calor externo. Antes de reducir la velocidad, el calor de la magnetización debe eliminarse con otro método para obtener un enfriamiento magnético eficiente.
Una combinación exitosa
Así es como el equipo de Zumbühl logró refrigerar un chip nanoelectrónico a una temperatura inferior a 2,8 milikelvin, logrando así un nuevo récord de baja temperatura. El Dr. Mario Palma y el Dr. Christian Scheller, que también contribuyeron con los primeros autores, utilizaron con éxito una combinación de dos sistemas de refrigeración, que se basaron en el enfriamiento magnético. Refrigeraron todas las conexiones eléctricas del chip a temperaturas de 150 microkelvin, una temperatura que está a menos de una milésima de grado del cero absoluto.
Luego integraron un segundo sistema de enfriamiento directamente en el chip y también colocaron un termómetro de bloqueo Coulomb sobre él. La construcción y la composición del material les permitió enfriar magnéticamente este termómetro a una temperatura casi tan baja como el cero absoluto.
"La combinación de sistemas de refrigeración nos permitió enfriar nuestro chip hasta por debajo de 3 milikelvin, y somos optimistas de lo que podemos usar el mismo método para alcanzar el límite mágico de 1 milikelvin", dice Zumbühl. También es notable que los científicos están en condiciones de mantener estas temperaturas extremadamente bajas durante un período de siete horas. Esto proporciona suficiente tiempo para realizar varios experimentos que ayudarán a comprender las propiedades de la física cerca del cero absoluto.
Fuente: Universidad de Basel.
