促进量子技能开展新式制冷机可高效完成“极寒”温度

  科技日报北京5月28日电（记者刘霞）据美国兴趣科学网站27日报导，量子核算和地理研讨方面的试验一般要在挨近绝对零度环境下进行，才能使最灵敏的仪器免受温度改变等要素搅扰，这种温度被称为“极寒”（BigChill）。但现在用来完成此类温度的制冷设备贵重且低效。

  现在，美国国家标准与技能研讨所（NIST）科学家研制出一种新式制冷机，将完成“极寒”温度的速度提高了1.7—3.5倍。这一效果不只有望节省很多能耗，并且能促进量子技能的开展。相关论文发表于最新一期《天然通讯》杂志。

  传统家用冰箱经过蒸腾和冷凝进程作业，驱动液体制冷剂经过一种名为“蒸腾器盘管”的特别低压管道。制冷剂蒸腾时会吸收热量，冷却冰箱内部，然后蒸腾的冷却剂经过压缩机再变回液体。脉冲管制冷机（PTR）也是经过相似进程，但运用氦气获得了更好的吸热才能。

  科学家运用PTR制冷已有40多年。但NIST科学家指出，这种制冷机功率低下，仅在根本温度（一般挨近4开尔文）下才可以获得最佳功能。完成“极寒”温度会耗费很多能量，并且需求很长时刻。

  在最新研讨中，NIST团队发现，调整压缩机和制冷设备的规划，能大大的提高PTR内氦气的运用功率。他们的规划的详细计划包含一个阀门，当温度下降时，该阀门会缩短，避免氦气糟蹋。成果显现，改善后PTR完成“极寒”温度的速度提高了1.7—3.5倍。

  研讨人员指出，这种制冷机每年能节省2700万瓦的电力，使全球能耗费用减缩3000万美元，还能使“低温地下稀有事情观测站”（CUORE）的试验耗时至少缩短一周。CUORE坐落意大利，用于寻觅稀有事情，如现在仅理论证明的放射性衰变方式。为了让试验设备得到更精确成果，布景搅扰有必要尽可能小。此外，因为量子比特十分灵敏，需求将它们尽可能地与环境搅扰阻隔，因而新式制冷机也有助加速量子核算范畴的立异。