在一新项实验中,乐高首次被冷却到可能的最低温度,这揭示了这种流行玩具的新用途。其特殊性质意味着它可以在量子计算的发展中发挥作用。兰开斯特大学一个世界领先的超低温物理学家团队,决定在破纪录的稀释冰箱中放置一个乐高数字和四个乐高积木。这台机器是由该大学专门制造的,是世界上最有效的冰箱,能够达到绝对零度(零下273.15摄氏度)以上1.6毫度,你敢摸一下吗?
这比室温低约200000倍,比深空冷2000倍,其研究成果发表在著名期刊《科学报告》上。领导该研究小组的德米特里·兹梅耶夫博士说:研究结果意义重大,因为我们发现乐高积木之间的夹持安排,使乐高结构在低温下表现出极好的绝热性能。这对于用于设计未来科学设备(如稀释冰箱)材料来说是非常可取的,50年前发明的稀释冰箱是全球数十亿美元产业的中心。
对现代实验物理和工程工作至关重要,包括量子计算机的开发。使用ABS塑料结构,如乐高,而不是目前使用的固体材料,意味着任何未来的隔热材料都可以以显著降低的成本生产。下一步是为下一代稀释冰箱设计和3D打印一种新的隔热材料。在70?mK到1.8?K的温度范围内,测量了由商用丁腈-丁二烯-苯乙烯模块制成的结构(称为乐高模块)的导热系数,确定了该样品的导热系数κ?=?(8.7MK±?0.3)?×?10?5T?1.75±0.0 2?WK?1m?1的幂律。
在探索的温度范围内,这种ABS/空心复合材料在保持固体支撑物的同时,比众所周知的块状绝缘体材料提供了更好的隔热性能。乐高积木是Macor或Vespel等材料的廉价和最好的替代品。在该装置中,<4 0 0?NW的功率可以将5?cm~2实验区域加热到1?K以上,而稀释制冷机的基温不会有任何明显变化。研究表明,通过3D打印可以轻松而廉价地生产出具有更好热性能的定制模块材料。