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Los físicos crean el chip más frío del mundo con una temperatura inferior a 3 milikelvin


Los físicos de la Universidad de Basilea han logrado enfriar un chip nanoelectrónico a una temperatura insondable de menos de 3 milikelvin. Investigadores del Departamento de Física y el Instituto Suizo de Nanociencia, en colaboración con científicos de Alemania y Finlandia, utilizaron campos magnéticos para eliminar el calor de las conexiones eléctricas y del propio chip. Científicos de todo el mundo han estado trabajando en técnicas para llegar lo más cerca posible de cero. El cero absoluto se denomina 0 kelvin o -273,15 ° C. Alcanzar estas temperaturas extremadamente frías proporciona las condiciones perfectas para los experimentos cuánticos y permite examinar fenómenos físicos completamente nuevos.

Múltiples campos magnéticos utilizados para bajar las temperaturas.

Los científicos, dirigidos por el profesor Dominik Zumbühl, físico de Basilea, han establecido este último récord mediante el uso de refrigeración magnética. El enfriamiento magnético funciona cuando se reduce un campo magnético mientras se evita el calor externo. El científico usó el campo magnético reducido para enfriar el chip y sus alrededores a 150 kelvin, luego usaron otro campo magnético separado para enfriar un termómetro de bloqueo de Coulomb. Porque incluso el calor del termómetro sería suficiente para evitar que alcancen su objetivo de baja temperatura. Una vez que se resolvió esta fuente de calor, el chip pudo establecer el récord de frío y permanecer frío durante siete horas. “La combinación de sistemas de enfriamiento nos permitió enfriar nuestro chip por debajo de 3 milikelvin, y somos optimistas de que podemos usar el mismo método para alcanzar el límite mágico de 1 milikelvin”, dice Zumbühl.

El frío extremo abre las puertas a nuevas investigaciones

Esta ventana de siete horas permitirá a los científicos realizar experimentos en estas condiciones donde el movimiento de las partículas prácticamente se detiene. Comprender las propiedades de la física a temperaturas cercanas al cero absoluto tiene amplias aplicaciones en muchos campos. Las investigaciones realizadas a temperaturas extremadamente bajas han arrojado algunos resultados en los últimos años.

Un experimento reciente descubrió que las moléculas en un gas ultrafrío pueden reaccionar químicamente a distancias hasta 100 veces mayores que a temperatura ambiente. Cuando se realizó el mismo experimento a temperaturas más cálidas, las reacciones químicas del gas tendieron a ralentizarse. Pero cuando la temperatura estaba cerca del cero absoluto (-273,15 ° C o 0 Kelvin), las moléculas aún pueden intercambiar átomos y forjar nuevos enlaces químicos en el proceso. Deborah Jin de la Universidad de Colorado en Boulder, quien dirigió la investigación que se informó en Science Journal, dice: “Es perfectamente razonable esperar que cuando se pasa al régimen ultrafrío no haya química de la que hablar. Este documento dice que no, hay mucha química en marcha ". Comprender cómo funcionan las cosas en estos entornos ultra fríos puede ayudarnos a comprender nuestro sistema solar y más allá. La temperatura más fría registrada en el sistema solar fue en la Luna.

En 2009, el Lunar Reconnaissance Orbiter de la NASA midió áreas de cráteres en sombra permanente cerca del polo sur lunar que eran tan bajas como -240 ° C. Sin duda, la carrera continuará en los laboratorios para intentar alcanzar temperaturas aún más bajas que el reciente récord establecido por el grupo con sede en Basilea.


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