低温技术简介

简介

人类商用 0.1K

低温物理学:零下120K(-150摄氏度),足以液化常见的气体

里程碑:

1908:He4 低温–》极低温

1962:稀释制冷

1877年氧气的液化。1892:杜瓦。1908:He被液化,最后一种被液化的元素。超导。液氧和液氢的火箭。

核磁共振。在技术上,干涉制冷、隧穿制冷。

定温标:其实tricky

90年代:高温段:黑体辐射。室温: 并没有简单统一的方法。

低温下更加麻烦。

0.65K以下。

低溫环境的实现

简单的低温条件:77K–室温:液氮N2 杜瓦瓶

4K:液氦He

频繁出现的元素。

富含He的气矿。

绝对零度下不会形成液体

常规流体到超流体的相变。

流体不经阻碍流过缝隙。没有粘滞力。

因为液氦的存在,4K很简单。真正有挑战的是4K以下的环境。

300mK:He3

He3费米子 He4波色子

绝热去磁:

升高温度:有序–》无序。

等温磁化:逼着有序–》放热–》冷源带走

然后断开热开关,绝热去磁。

磁场之比就是温度之比。

制冷机无液氦化

干式制冷机

液氦供应和价钱不好控制。

–GM(Gifford-MaMahon)

–脉冲管

基本上制冷机就是;4K环境,稀释原部件、绝热去磁部件

应用

CPU

量子比特

量子计算需要低温环境