1.1 °C
Dažādiem materiāliem atdziestot līdz ārkārtēji zemām temperatūrām, rodas īpašības, kas kardināli atšķiras no īpašībām normālos apstākļos. Viszināmākais piemērs ir supervadāmība, spēja vadīt elektrisko strāvu bez pretestības temperatūrā, kas ir zemāka par tā dēvēto kritisko punktu.
Vēl zemākās temperatūrās materiāli jau sāk uzrādīt kvantu efektus, un to tagad mēdz izmantot, veicot kvantu tehnoloģiju fundamentālos pētījumus un izstrādāšanu.
Tostarp esot zināms, ka, sasniedzot temperatūru, kas ir zemāka par vienu milikelvinu jeb vienu grāda tūkstošdaļu augstāk par absolūto nulli, rodas virkne grūtību. Nesen šveiciešu, somu un britu pētnieku apvienotā komanda iespējusi sasniegt jaunu rekordu, speciālu čipu atdzesējot līdz 220 milikelvinu temperatūrai. Vēstīts, ka šis čips ir silīcija plāksne, kurai uzklāta vara elementu putekļu kārta, tā ietverta ļoti spēcīgā magnētiskajā laukā un iepriekš atdzesēta, izmantojot speciālu iekārtu – kriostatu. Tālākā īpaši dziļā atdzesēšana sasniegta, pateicoties plūdenam ārējā magnētiskā lauka samazinājumam. Saistībā ar to, ka vara atomu griešanās virzieni sākotnēji bija orientēti noteiktā virzienā, tie visi pārvērtās sīkos magnētos, un šie magnēti sāka zaudēt savu magnētisko enerģiju atbilstoši tam, kā samazinājās ārējais magnētiskais lauks, un tas savukārt noveda pie atdzesēšanas līdz ievērojami zemākai temperatūrai.
Var piebilst, ka minētā pētnieku grupa jau pietiekami ilgu laiku darbojas mikročipu kriogēnās atdzesēšanas jomā, taču iepriekš vēl nekad viņiem nebija izdevies sasniegt tik zemas temperatūras, jo to allaž traucēja svārstības, kas rodas saistībā ar izmantojamā dzesēšanas aģenta jeb šķidrā hēlija pastāvīgo saspiešanos un retināšanos. Šīm svārstībām piemīt neliela frekvence un amplitūda, taču tās tomēr spēj sasildīt atdzesējamo ierīci. Šajā gadījumā pētnieki izmantoja jaunu turētāju, kas bija cieši savienots ar neatkarīgu pamatni, un tas deva iespēju ignorēt vājās svārstības un attiecīgi atdzesēt čipu līdz iespējami zemākām temperatūrām.
Tostarp arī uzsvērts, ka pati šādas zemās temperatūras rekorda sasniegšana vēl praktiski neko nenozīmē, vismaz tajā gadījumā, ja nav nodrošināta iespēja izmērīt šo temperatūru. Un šim nolūkam pētnieki izveidoja unikālu termometru, kas bija integrēts jau pašā čipa shēmā. Šis termometrs arī sastāv no vara putekļu pārklājuma elementiem, un tie sadalīti noteikta biezuma starpposmos, kas kalpo kā tuneļa pārejas. Pateicoties kvantu tunelēšanas efektam, elektroni var pārlēkt pāri šiem starpposmiem, savukārt to daudzums tiešā veidā atkarīgs no apkārtējās temperatūras.
Eksperimenti apliecinājuši, ka jaunais tunelētais temperatūras sensors darbojas visnotaļ droši un stabili arī ar visiem apzinātajiem defektiem, kā arī nodrošina pietiekami augstu jutīgumu, un tieši tas arī ļāvis pētniekiem izmērīt temperatūru, kas faktiski vien par nieka 220 miljondaļiņām pārsniedz absolūtās nulles punktu. Piebilsts, ka šā pētījuma rezultāti nākotnē varētu būt noderīgi saistībā ar pilnībā jauniem kvantu efektiem, kas varētu būt izmantojami nākamo paaudžu kvantu datoru kubītu darbā.
