초전도 큐 비트에 적합한 극저온 시스템은 무엇입니까?


답변:


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희석 냉장고가 초전도 큐 비트를 10 밀리 켈빈까지 냉각시키는 유일한 방법입니까?

10mK에 도달 할 수있는 또 다른 유형의 냉장고가 있습니다 : 단열 감자 제거 냉장고 (ADR). []

희석 냉동이 주요 방법 인 이유는 무엇입니까?

이를 이해하기 위해 ADR의 주요 제한 사항 중 하나에 대해 이야기합시다.

ADR 작동 방식

ADR은 일반적으로 헬륨 압축기로 약 3K에 도달합니다. 이 압축기는 항상 작동 할 수 있으므로 냉장고는 3K 무한정 앉을 수 있습니다. mK 온도로 낮추기 위해 ADR은 다음과 같이 작동합니다.

  1. 핵 스핀으로 고체 주변의 자기장을 올립니다. 이것은 스핀을 정렬합니다.
  2. 필드를 천천히 끕니다. 이를 통해 스핀이 방향을 무작위로 지정하여 주변 환경에서 엔트로피를 흡수하고 온도를 낮 춥니 다.
  3. 필드가 제로로 돌아 오면 주변 온도에서 충분한 열을 흡입하여 mK 온도로 만듭니다.

ADR 제한

이것은 모두 훌륭하고 실제로 작동하지만 "원샷"프로세스입니다. 필드가 0으로 떨어지면 더 이상 내려갈 수 없습니다. 냉장고의 실내 온도 외부 부품과 같은 주변의 열, 냉기를 유지하려는 부분으로 열을 누출하고, 이미 자기장을 0으로 낮추었으므로 제거 할 수있는 작업이 없습니다. 그 열. 따라서 ADR을 식힌 후 ADR이 예열되기 시작합니다 (실험을 수행 할 수있을만큼 천천히).

ADR이 12 시간 동안 100mK 미만으로 유지되는 것이 일반적이지만, 그 수는 ADR의 차가운 부분에 몇 개의 와이어를 연결 하느냐에 달려 있습니다. 원하는 온도 이상으로 온도가 상승한 후에는 자기장을 다시 올리고 천천히 다시 냉각시켜야합니다. 필드를 높이고 낮추는 데는 시간이 걸리고 냉장고가 가열되며 큰 자기장은 종종 초전도 큐 비트 실험과 호환되지 않으므로 프로세스의 해당 단계에있는 동안에는 실험을 실행할 수 없습니다.

ADR 대 희석 냉장고

반면에 희석 냉장고는 계속 작동하므로 실험을 실행해야합니다. 그것이 그들이 일반적으로 사용하는 꽤 큰 이유입니다. 참고 그러나 ADR 제외하고 다른 냉장고가 있음 되어 희석 냉장고의 혜택이 필요하지 않은 경우 작업을 위해 많은 초전도 큐 비트 실험실에서 사용하고 ADR의 짧은 냉각 시간은 괜찮습니다. 예를 들어, ADR은 초전도 공진기를 이용한 실험에서 일반적이며, 나중에 큐 비트에 사용될 수있는 재료의 품질을 테스트하는 데 사용됩니다.

[] : 더 나은 링크를 찾지 못해서 죄송합니다. 그것에 대한 편집은 환영합니다.


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에서 이 이미지 , 전자석 참여했다 경우에만 의미를 가졌 매우 높은 전류 전선이 있다는 것을 나타납니다; IBM이 ADR을 사용하고 있다는 것을 의미합니까 (적어도 그림을 찾은 기사를 작성할 때)?
헤더

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@heather 그것은 나에게 희석 냉장고처럼 보인다. 이 거대한 구리 브레이드는 일종의 기계적 절연체입니다. 나는 cryostat의 섀시를 모두 같은 전압으로 유지하고 접지 전류를 피하기 위해 구리라고 생각합니다. 가운데에서 뾰족한 바람이 wire은 와이어는 실제로 헬륨 -4와 헬륨 -3 혼합물로 가득 찬 파이프입니다. 랩핑 된 중앙 파이프는 ~ 3 켈빈에 이르는 압축기의 차가운 부분입니다. 더 얇은 파이프는 감싸 져 헬륨 혼합물이 10mK에 이르는 혼합 챔버를 향하여 헬륨 혼합물을 사전 냉각시킵니다.
DanielSank

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@ 히터 컵퍼는 접지 용이 아니라 펄스 튜브 쿨러의 콜드 헤드 사이의 열 링크 용으로 두 개의 외부 실드를 각각 4K와 1K로 냉각시킵니다. Cupper는 매우 우수한 열 전도체이며, 유연성은 펄스 튜브의 진동으로 인한 기계적 분리를위한 것입니다.
Johu
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