零下 273.056 摄氏度，我国科研团队实现无液氦极低温制冷

IT之家 1 月 14 日消息，中国科学院大学苏刚教授、中国科学院物理研究所项俊森博士和孙培杰研究员、中国科学院理论物理研究所李伟研究员、北京航空航天大学金文涛副教授等人组成的联合研究团队通过多年研究，证实了阻挫量子磁体中超固态（自旋超固态）的存在，有望为极低温制冷提供新的技术方案，在多个高技术领域具有应用前景，也为破解我国氦资源短缺的问题提供了解决方案。

该科研成果已于 1 月 11 日以“Giant magnetocaloric effect in spin supersolid candidate Na₂BaCo(PO₄)₂”为题发表在《自然》上（IT之家附 DOI:10.1038/s41586-023-06885-w）。

据介绍，这是人类首次在实际固体中给出超固态存在的实验证据。结果显示，钴基三角晶格量子磁性材料在自旋超固态量子临界点附近具有巨大的磁熵变，足够引起巨磁卡效应。

随后，他们利用该晶体材料，通过绝热去磁获得了 94 毫开（零下 273.056 摄氏度）的极低温，成功实现了亚开温区无液氦极低温制冷。

苏刚教授介绍称，比如我们把这次发现的材料放到磁场里面，保持热量不泄漏的情况下给它退磁，也就是把磁场去掉。慢慢地在降磁场的过程中，材料的温度就会慢慢地降下去，最后就降到了 94 毫开。

简单来说，超固态是一种新奇量子物态，兼具固体和超流体的特征，但自上世纪七十年代作为理论猜测提出以来一直未能在固态物质中找到其存在的可靠实验证据；磁卡效应是指磁性材料在磁场作用下产生显著温度变化的现象，诺贝尔奖获得者 Giauque 等人此前就利用一类特殊磁性物质水合顺磁盐的磁卡效应通过绝热去磁首次实现了显著低于 1 开尔文的极低温。

官方指出，这一新物态与新效应的发现是基础研究的一项重大突破，也为我国在深空探测、量子科技、物质科学等尖端领域研究的极低温制冷难题提供了一种新的解决方案。

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