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　　一個世紀之前，人類第(di)一次(ci)將氦(hai)氣液(ye)化(hua)，從此利用液(ye)氦(hai)的極低溫(wen)制冷技(ji)術(shu)被廣泛應(ying)用。例(li)如一些大科學(xue)(xue)裝置、深空探測、材料科學(xue)(xue)、量子計(ji)算等高技(ji)術(shu)領域。然(ran)而，低溫(wen)技(ji)術(shu)中(zhong)(zhong)不可缺(que)少的氦(hai)元素全球供應(ying)短缺(que)，有什(shen)么方(fang)法可以不用氦(hai)元素實現(xian)極低溫(wen)制冷？中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)大學(xue)(xue)蘇剛教(jiao)授、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)物理研(yan)究(jiu)所(suo)項俊森(sen)博士和(he)孫培杰(jie)研(yan)究(jiu)員、中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)科學(xue)(xue)院(yuan)(yuan)理論物理研(yan)究(jiu)所(suo)李偉研(yan)究(jiu)員、北京航(hang)空航(hang)天(tian)大學(xue)(xue)金(jin)文(wen)濤副教(jiao)授等人組成(cheng)的聯合研(yan)究(jiu)團(tuan)隊通過多年(nian)研(yan)究(jiu)，在(zai)近(jin)期(qi)實現(xian)了無液(ye)氦(hai)情況下(xia)極低溫(wen)制冷基礎研(yan)究(jiu)的重要突破，這就為破解我國(guo)(guo)氦(hai)資源(yuan)短缺(que)的問題提供了解決方(fang)案。該科研(yan)成(cheng)果北京時(shi)間(jian)1月11日在(zai)國(guo)(guo)際學(xue)(xue)術(shu)期(qi)刊《自然(ran)》發(fa)表。

　　超(chao)固(gu)態是一種在(zai)(zai)(zai)接近絕對零度(du)(0開，也就是零下273.15攝氏(shi)度(du))時出(chu)現的(de)(de)(de)(de)量子物態，在(zai)(zai)(zai)超(chao)固(gu)態情形下，物質(zhi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)原子一方面呈現規則的(de)(de)(de)(de)排列，同時還可以在(zai)(zai)(zai)其(qi)間“無粘滯(zhi)”地流動(dong)。超(chao)固(gu)態自(zi)20世紀70年代(dai)作(zuo)為(wei)(wei)理論(lun)猜測提出(chu)以來，各(ge)國科學家尚未在(zai)(zai)(zai)固(gu)態物質(zhi)中(zhong)找到超(chao)固(gu)態存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)可靠實驗證據。在(zai)(zai)(zai)這項研究中(zhong)，我國科研人員(yuan)在(zai)(zai)(zai)一種鈷基三角晶格量子磁性材(cai)料中(zhong)，首次發現了名為(wei)(wei)“自(zi)旋超(chao)固(gu)態”的(de)(de)(de)(de)新奇物質(zhi)狀態，得到了其(qi)存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)實驗證據。隨后科研人員(yuan)利(li)用該(gai)材(cai)料，通過(guo)絕熱去磁過(guo)程獲得了94毫開，也就是零下273.056攝氏(shi)度(du)的(de)(de)(de)(de)極(ji)(ji)低溫，實現了無液氦極(ji)(ji)低溫制冷，并命名該(gai)效應(ying)為(wei)(wei)“自(zi)旋超(chao)固(gu)態巨磁卡效應(ying)”。

△科研人員調試極低溫制冷平臺

　　中國科學院大學蘇剛教(jiao)授介紹，比如(ru)我們把這次發現的材料放到(dao)磁場(chang)里面，保持(chi)熱量不泄漏的情況下給它退(tui)磁，也(ye)就是把磁場(chang)去(qu)掉。慢慢地(di)在降(jiang)磁場(chang)的過程中，材料的溫度就會(hui)慢慢地(di)降(jiang)下去(qu)，最后(hou)就降(jiang)到(dao)了94毫(hao)開(零下273.056攝氏度)。

　　據(ju)了(le)解，極(ji)低(di)溫制冷是我國科(ke)研領域(yu)亟待攻克的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵核心技術(shu)之一。這次基(ji)礎研究的(de)(de)(de)(de)突破是國際上在實(shi)際固(gu)體(ti)材(cai)料中首次給出超(chao)固(gu)態存在的(de)(de)(de)(de)實(shi)驗證據(ju)。科(ke)研團(tuan)隊(dui)未(wei)來(lai)的(de)(de)(de)(de)工作目(mu)標(biao)是繼續(xu)突破極(ji)低(di)溫的(de)(de)(de)(de)極(ji)限，并在未(wei)來(lai)建成無液氦極(ji)低(di)溫制冷機(ji)。極(ji)低(di)溫制冷機(ji)可以為例(li)如超(chao)導(dao)量(liang)子計算(suan)機(ji)提供接近絕對零度的(de)(de)(de)(de)極(ji)低(di)溫運行環境，并且(qie)在凝聚態物理、材(cai)料科(ke)學、深空(kong)探測等前(qian)沿技術(shu)領域(yu)廣(guang)泛應(ying)用。

　　(總臺央視(shi)記者 褚爾嘉(jia) 李峻)