零下 273.056 攝氏度，我國科研團隊實現無液氦極低溫制冷

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IT 之家 1 月 14 日消息，中國科學院大學蘇剛教授、中國科學院物理研究所項俊森博士和孫培傑研究員、中國科學院理論物理研究所李偉研究員、北京航空航天大學金文濤副教授等人組成的聯合研究團隊通過多年研究，證實了阻挫量子磁體中超固态（自旋超固态）的存在，有望為極低溫制冷提供新的技術方案，在多個高技術領網域具有應用前景，也為破解我國氦資源短缺的問題提供了解決方案。

該科研成果已于 1 月 11 日以 "Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na2BaCo ( PO4 ) 2" 為題發表在《自然》上（IT 之家附 DOI:10.1038/s41586-023-06885-w）。

據介紹，這是人類首次在實際固體中給出超固态存在的實驗證據。結果顯示，钴基三角晶格量子磁性材料在自旋超固态量子臨界點附近具有巨大的磁熵變，足夠引起巨磁卡效應。

随後，他們利用該晶體材料，通過絕熱去磁獲得了 94 毫開（零下 273.056 攝氏度）的極低溫，成功實現了亞開溫區無液氦極低溫制冷。

蘇剛教授介紹稱，比如我們把這次發現的材料放到磁場裡面，保持熱量不洩漏的情況下給它退磁，也就是把磁場去掉。慢慢地在降磁場的過程中，材料的溫度就會慢慢地降下去，最後就降到了 94 毫開。

簡單來說，超固态是一種新奇量子物态，兼具固體和超流體的特征，但自上世紀七十年代作為理論猜測提出以來一直未能在固态物質中找到其存在的可靠實驗證據；磁卡效應是指磁性材料在磁場作用下產生顯著溫度變化的現象，諾貝爾獎得主 Giauque 等人此前就利用一類特殊磁性物質水合順磁鹽的磁卡效應通過絕熱去磁首次實現了顯著低于 1 開爾文的極低溫。

官方指出，這一新物态與新效應的發現是基礎研究的一項重大突破，也為我國在深空探測、量子科技、物質科學等尖端領網域研究的極低溫制冷難題提供了一種新的解決方案。