零下273.056攝氏度，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)無(wú)液氦極低溫制冷

零下273.056攝氏度，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)無(wú)液氦極低溫制冷

IT之家 1 月 14 日消息，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)蘇剛教授、中國(guó)科學(xué)院物理研究所項(xiàng)俊森博士和孫培杰研究員、中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所李偉研究員、北京航空航天大學(xué)金文濤副教授等人組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)多年研究，證實(shí)了阻挫量子磁體中超固態(tài)（自旋超固態(tài)）的存在，有望為極低溫制冷提供新的技術(shù)方案，在多個(gè)高技術(shù)領(lǐng)域具有應(yīng)用前景，也為破解我國(guó)氦資源短缺的問(wèn)題提供了解決方案。

該科研成果已于 1 月 11 日以“Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na2BaCo(PO4)2”為題發(fā)表在《自然》上（IT之家附 DOI:10.1038/s4158602306885w）。

據(jù)介紹，這是人類(lèi)首次在實(shí)際固體中給出超固態(tài)存在的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。結(jié)果顯示，鈷基三角晶格量子磁性材料在自旋超固態(tài)量子臨界點(diǎn)附近具有巨大的磁熵變，足夠引起巨磁卡效應(yīng)。

隨后，他們利用該晶體材料，通過(guò)絕熱去磁獲得了 94 毫開(kāi)（零下 273.056 攝氏度）的極低溫，成功實(shí)現(xiàn)了亞開(kāi)溫區(qū)無(wú)液氦極低溫制冷。

蘇剛教授介紹稱(chēng)，比如我們把這次發(fā)現(xiàn)的材料放到磁場(chǎng)里面，保持熱量不泄漏的情況下給它退磁，也就是把磁場(chǎng)去掉。慢慢地在降磁場(chǎng)的過(guò)程中，材料的溫度就會(huì)慢慢地降下去，最后就降到了 94 毫開(kāi)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，超固態(tài)是一種新奇量子物態(tài)，兼具固體和超流體的特征，但自上世紀(jì)七十年代作為理論猜測(cè)提出以來(lái)一直未能在固態(tài)物質(zhì)中找到其存在的可靠實(shí)驗(yàn)證據(jù)；磁卡效應(yīng)是指磁性材料在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生顯著溫度變化的現(xiàn)象，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 Giauque 等人此前就利用一類(lèi)特殊磁性物質(zhì)水合順磁鹽的磁卡效應(yīng)通過(guò)絕熱去磁首次實(shí)現(xiàn)了顯著低于 1 開(kāi)爾文的極低溫。

官方指出，這一新物態(tài)與新效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)是基礎(chǔ)研究的一項(xiàng)重大突破，也為我國(guó)在深空探測(cè)、量子科技、物質(zhì)科學(xué)等尖端領(lǐng)域研究的極低溫制冷難題提供了一種新的解決方案。