據物理學家（jiā）組織網近日報道，美國國家標準（zhǔn）與技術研究院的研究人員展示了他們最新研（yán）製的一（yī）款固態量子冰箱，這款製（zhì）冷機利用了微型（xíng）和納米結構（gòu）的量子物理學原理（lǐ），可將一個比自身體（tǐ）積大得多的（de）物體（tǐ）冷卻到極其低的溫度。

      “這是我見過的最（zuì）讓人吃驚的結果之一。”項目負責人喬爾?烏洛姆（mǔ）說（shuō），“我們利用納米結（jié）構的量子力學來冷卻銅塊，而銅幾乎是這種製冷元件重量的100萬倍。這（zhè）是納米或（huò）微電機（jī）裝置可（kě）用來操縱宏觀世界的一個罕見例子。”

      更重要的是，這（zhè）款量子冰箱原型（xíng）的外形尺寸不過（guò）幾（jǐ）英寸（1英（yīng）寸=2.54厘米）大小，研究人員可以將任何合適的物體放置（zhì）在製冷區，待冷卻好以（yǐ）後（hòu）再取走，使（shǐ）用方式與通用的廚房冰箱別（bié）無二樣。其冷卻能力卻與一台能為林肯紀念堂（占地約2000多平方米）這樣規模（mó）的建築物降溫的（de）窗（chuāng）式空調相當。

      這項技術有望提供一個緊湊、便利的製（zhì）冷方式，使先進傳感器的溫度能夠低於（yú）標準的低溫學溫度??300毫開爾文（MK），從而提高其性能，以用於量子信息係統、望遠鏡攝像機或尋找神秘的暗物質和（hé）暗能量。而在以往，這樣的低（dī）溫條件通（tōng）常要使用液態氦才能製造出來。

      據發表在《應用物理快報》上的論文描述，這款量子冰箱的製冷元件由48個利用特定材料製成的微小“三明（míng）治”組成，可以將一塊邊（biān）長2.5厘米、厚3毫（háo）米的銅板從290毫開爾文冷（lěng）卻到256毫開爾文，製冷過程曆（lì）時約18小時。

      製冷元（yuán）件中的“三明治”結構為一層（céng）普通金屬、一層1納米厚的絕緣層和一（yī）層超導金屬。當施加（jiā）電壓時，最熱的電（diàn）子會從普通金屬（shǔ）層經過絕緣體層“隧穿”到超導金屬（shǔ）層。普通金屬層的溫度急劇下降，從而（ér）耗（hào）盡被冷卻物體的電子能量和振動（dòng）能（néng）量，達（dá）到（dào）製冷效果。

      該研究團隊此前已經演示過（guò）這種基本的冷卻方法，但現在已能夠將其（qí）應用於冷卻較（jiào）大的物體。並且，他們開發了一種顯微（wēi）機（jī）械加工工藝，可以將冷卻元件“貼”在銅（tóng）板或其他（tā）物體上，製冷完畢（bì）後又能夠方便地（dì）移除。

      目前，將溫（wēn）度降低至低於300毫開爾文需要複雜、龐大而昂貴的設備。研究人員希望以此建造更為簡單（dān）、緊湊（còu）的替代品，以（yǐ）便更容（róng）易地（dì）為先（xiān）進傳感器降溫。