Forscher entwickeln kältesten Chip der Welt

Physiker der Universität Basel haben es geschafft, einen nanoelektrischen Chip auf eine Temperatur von weniger als 2,8 Millikelvin abzukühlen und damit einen neuen Rekord aufgestellt, wie die Universität selbst angibt. Möglich wurde das mittels magnetischer Kühlung. Die genauen Ergebnisse wurden in der Wissenschaftszeitschrift Applied Physics Letters veröffentlicht. Die tiefe Temperatur kann mit dem System bis zu sieben Stunden aufrechterhalten werden.

Bei der magnetischen Kühlung wird das Prinzip ausgenutzt, dass sich ein System abkühlt, wenn ein magnetisches Feld abgeschaltet wird und externe Wärmezufuhr unterbunden wird. Eine der Schwierigkeiten liegt darin begründet, dass bei der Magnetisierung eines Systems Wärme entsteht, die mit einer anderen Methode entzogen werden muss.

Methode

Ihren Rekord stellten die Forscher mithilfe einer Kombination zweier Kühlmethoden auf. Demnach wurden einerseits alle elektrischen Leitungen des Chips gekühlt. Gleichzeitig wurde ein zweites Kühlsystem direkt in den Chip integriert. “Wir können durch diese Kombination der Kühlsysteme unseren Chip auf unter 3 Millikelvin kühlen und sind optimistisch, damit auch die magische Grenze von 1 Millikelvin zu erreichen”, so Dominik Zumbühl, der das Projekt leitet.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten daran, Gerätschaften möglichst stark abzukühlen und sie möglichst nah an den absoluten Nullpunkt zu bringen, der bei null Kelvin bzw. -273,15 Grad Celsius liegt. Derart tiefe Temperaturen bieten ideale Bedingungen für Quantenexperimente. Dadurch erhoffen sich Forscher, neue physikalische Phänomene zu untersuchen.