Nanotecnologia

Menor geladeira do mundo vai congelar qubits e pixels

Menor geladeira do mundo vai congelar qubits e pixels
Esquema de funcionamento e visão superior da microgeladeira. [Imagem: Hung Nguyen/Hanoi University of Science/QNES/CNRS]

Microgeladeira

Algumas vezes é necessário resfriar muito coisas grandes - de um metro cúbico, por exemplo.

Noutras, o frio deve ser igualmente radical, mas em volumes muito menores.

Para esses casos, Hung Nguyen e seus colegas da Universidade de Hanói (Vietnã) e Aalto (Finlândia), criaram aquela que pode ser chamada de a menor geladeira do mundo.

O microrrefrigerador funciona arrancando elétrons de alta energia de um metal e transferindo-os para um supercondutor, levando com eles o calor.

Refrigeração eletrônica

Esta técnica de refrigeração eletrônica usa duas junções metal-isolante-supercondutor. Quando uma tensão é aplicada à junção, elétrons de energia mais alta (quentes) fluem para fora do metal em direção ao primeiro supercondutor, enquanto elétrons de energia mais baixa (frios) fluem para o metal vindos do segundo supercondutor.

Para evitar que quasipartículas chamadas excitons (pares elétron-lacunas), que têm alta energia relativa, voltem para o metal e atrapalhem o resfriamento, a equipe criou um "ralo para quasipartículas", uma fita de alumínio-manganês que transfere a energia dos excitons para fônons na própria fita.

O protótipo conseguiu resfriar pequenas peças, com alguns micrômetros cúbicos, de -150 millikelvin (mK) para -30 mK. Para comparação, a supergeladeira usada no detector de neutrinos Cuore atinge -10 mK.

Segundo a equipe, essa microgeladeira pode ser instalada diretamente no interior de um chip para resfriar qubits de processadores quânticos ou os sensores ultrassensíveis das câmeras usadas em telescópios.

Bibliografia:

Sub-50-mK Electronic Cooling with Large-Area Superconducting Tunnel Junctions
H. Q. Nguyen, M. Meschke, H. Courtois, J. P. Pekola
Physical Review Applied
Vol.: 2, 054001
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.2.054001
http://arxiv.org/abs/1402.5872




Outras notícias sobre:

    Mais Temas