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世界最低温度的无液氦消耗制冷机

2023-04-26

温度是最基本的物理量之一,越低的温度越便于发现和观察细致丰富的量子力学现象。制冷机是实现低温环境、开展量子物态研究的关键仪器设备,中国的高端制冷机基本依赖进口。传统制冷机的运行消耗液氦,就像交通工具消耗燃油。因为稀缺资源氦的国内缺乏和国际供应紧张,制冷无液氦消耗化是当前仪器研发的主流趋势,该技术让制冷机只靠充电就能运转,而不再依靠液氦作为“燃油”。制冷效果最好的核绝热去磁制冷是最后一个需要实现无液氦消耗化的技术。

北京大学的林熙历时十年搭建了最低温度小于90微开尔文(距离绝对零度0.00009摄氏度)的制冷机。该制冷机突破了无液氦消耗技术和核绝热去磁制冷的结合,2011年开始设计时国际上尚无先例,目前世界上仅共有四套同类型设备。北京大学这套设备的运行不受液氦传输和液氦供应的影响,所提供的小于90微开尔文的温度不仅是世界上数以十万计的无液氦消耗制冷机的最低温度,也是中国所有类型制冷机的最低温度。林熙在杜瑞瑞主持的国家重大科研仪器研制项目“拓扑量子计算超低温实验仪器研制”支持下完成此工作。