China schafft die kälteste Legierung in der Welt ohne Helium und fordert die USA
Ein Ausrüstung von chinesischen Forschern hat die Schaffung einer Legierung Metall, Euco-Al, in der Lage, bis zu 106 Millikelvin zu kühlen, ohne dass Helium. Dieses magnetokalorische Material übertrifft traditionelle Kältemittel durch Kombination einer hohen Wärmeaufnahmefähigkeit mit einer 50-100-fachen Wärmeleitfähigkeit als die der ähnlichen Verbindungen. Innovation eröffnet einen Weg, das niedrige Helium-3 zu ersetzen, das in der Kühlung von Computern Quantum und Verteidigungssysteme, und könnte die Abhängigkeit der USA von dieser strategischen Ressource reduzieren.
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Wie adiopathische Entmagnetisierung funktioniert
Die verwendete Technik wird als adiabatische Entmagnetisierung (ADR) bezeichnet. Es besteht aus der Anwendung eines Feld magnetisches Material, die Ausrichtung seiner inneren magnetischen Momente und die Freisetzung von Wärme an die Umgebung. Wenn das Feld entfernt wird, kehren die Momente in den ungeordneten Zustand zurück, absorbieren Wärmeenergie aus der Umgebung und reduzieren die Temperatur. Im Falle des EuCo wird dieser Prozess durch seinen überflüssigen Zustand des Metallspins angetrieben, der die Wärmeleitfähigkeit und Absorptionsfähigkeit verbessert.
Vorteile und Einschränkungen der EuCo-Legierung
Zu seinen Vorteilen gehört die Kapazität 106 mK ohne Helium-3 erreichen, was den Bedarf an teuren internationalen Lieferungen beseitigt. Darüber hinaus ist seine Wärmeleitfähigkeit 50 bis 100 mal höher als die von ähnlichen Materialien, was eine schnellere und gleichmäßigere Kühlung ermöglicht. Die Legierung enthält jedoch Europium, ein seltenes und teures Landelement und die aktuellen Verdünnungssysteme können 10 mK erreichen, so dass noch ein thermischer Spalt vorhanden ist, der vor seiner industriellen Annahme geschlossen werden muss.
geopolitische Implikationen und zukünftige Anwendungen
Die Entwicklung von diesem superkältigen stellt China einen Schritt näher an die Unabhängigkeit von Helium-3, eine Ressource, die traditionell dominierte die Vereinigten Staaten und Russland. Die jüngste Aufforderung der Agentur für fortgeschrittene Verteidigungsforschungsprojekte (DARPA) für helium-3-freie Systeme zeigt das strategische Interesse der USA, die sich nun mit potentiellem Technologiewettbewerb konfrontiert. Mittelfristig könnte Legierung auf kompakteren Quantenrechnern, Neutronensensoren und Verteidigungsanlagen eingesetzt werden, sofern Kosten- und Skalierbarkeitsherausforderungen überwunden werden.