Los físicos de la Universidad de Basilea han logrado enfriar un chip nanoelectrónico a una temperatura inferior a 3 milikelvin. Los científicos del Departamento de Física y el Instituto Suizo de Nanociencia establecieron este récord en colaboración con colegas de Alemania y Finlandia. Utilizaron refrigeración magnética para enfriar las conexiones eléctricas y el propio chip. Los resultados fueron publicados en la revista Letras de física aplicada .

Incluso a los científicos les gusta competir por récords, razón por la cual numerosos grupos de trabajo en todo el mundo están utilizando refrigeradores de alta tecnología para alcanzar temperaturas lo más cercanas al cero absoluto como sea posible. El cero absoluto es 0 kelvin o -273,15 ° C. Los físicos tienen como objetivo enfriar sus equipos lo más cerca posible del cero absoluto, porque estas temperaturas extremadamente bajas ofrecen las condiciones ideales para los experimentos cuánticos y permiten examinar fenómenos físicos completamente nuevos.

Enfriamiento apagando un campo magnético

El grupo dirigido por el profesor Dominik Zumbühl, físico de Basilea, había sugerido previamente utilizar el principio de enfriamiento magnético en nanoelectrónica para enfriar dispositivos nanoelectrónicos a temperaturas sin precedentes cercanas al cero absoluto. El enfriamiento magnético se basa en el hecho de que un sistema puede enfriarse cuando se reduce un campo magnético aplicado mientras se evita cualquier flujo de calor externo. Antes de bajar, el calor de magnetización debe eliminarse con otro método para obtener un enfriamiento magnético eficiente.

Una combinación exitosa

Así es como el equipo de Zumbühl logró enfriar un chip nanoelectrónico a una temperatura por debajo de 2.8 milikelvin, logrando así un nuevo récord de baja temperatura. Dr. Mario Palma, autor principal del estudio, y su colega Christian Scheller utilizaron con éxito una combinación de dos sistemas de refrigeración, ambos basados ​​en enfriamiento magnético. Enfriaron todas las conexiones eléctricas del chip a temperaturas de 150 microkelvin, una temperatura que está a menos de una milésima de grado del cero absoluto.

Luego integraron un segundo sistema de enfriamiento directamente en el propio chip, y también le colocó un termómetro de bloqueo de Coulomb. La construcción y la composición del material les permitieron enfriar magnéticamente este termómetro a una temperatura casi tan baja como el cero absoluto.

"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. También es notable que los científicos estén en condiciones de mantener estas temperaturas extremadamente bajas durante un período de siete horas. Esto proporciona tiempo suficiente para realizar varios experimentos que ayudarán a comprender las propiedades de la física cercanas al cero absoluto".