Создан генератор ультрахолода

Новый криогенератор, в основе которого лежит принцип тунеллирования отдельных электронов, позволит получать температуру около одной сотой Кельвина, передает Cnews.

Физики из Франции и Италии разработали миниатюрный криоохладитель, с помощью которого можно получать температуры до 10 мК. По мнению ученых, эффективность нового прибора будет в несколько раз выше, чем у обычных криоохладителей, работающих на основе туннельного эффекта, с помощью которых можно получить температуры не ниже 100 мК.

Обычные криоохладители, в которых «горячие» электроны (с энергией выше уровня Ферми) туннелируют из металла в сверхпроводник, имеют один серьезный недостаток, ограничивающий эффективность их работы. Не всегда металл покидают электроны с самой высокой энергией.

В новом криоохладителе, разработанном группой ученых под руководством проф. Юкка Пекола (Jukka Pekola) из Технологического университета Хельсинки, удалось добиться, чтобы электроны туннелировали через потенциальный барьер по одному. Для этого использовался эффект кулоновской блокады. Упорядочивание туннельного переноса привело к тому, что металл стали покидать только самые «горячие» электроны, за счет чего значительно повысилась эффективность охлаждения.

Кроме того, ученые заменили постоянное напряжение, приложенное между металлом и сверхпроводником, на осциллирующий радиочастотный сигнал, синхронизованный с частотой туннельных переходов. В результате этого удалось добиться еще большей эффективности работы охладителя, за счет того, что электроны с меньшими энергиями также получили возможность преодолеть потенциальный барьер.

По мнению разработчиков, этот прибор может применяться для исследования мезоскопических явлений и изучения сверхпроводимости в наноструктурах. На сегодняшний день ученые уже изготовили прототип прибора, работающего при постоянном напряжении, и планируют перейти к конструированию прибора с использованием радиосигнала.