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中国科学院发现量子超临界磁卡效应突破相变制冷瓶颈

研究领域
发布时间
2025-11-30

💡这项突破是什么?

量子超临界行为可在实际材料中观测。计算表明,在伊辛铁磁体 中,通过施加横场将系统调控至量子临界点,随后仅将磁场(或样品)方向偏转很小的角度(例如 2°),即可利用量子超临界磁卡效应实现从 1.3 K 至 52 mK 的冷却。量子超临界态的实现路径还具有多样性:除施加双磁场外,亦可采用压力场与磁场联合调控,或利用掺杂所引入的“内场”与外磁场协同。在氦-3资源日益紧缺的当下,基于该效应的固态制冷方案,为无氦-3极低温技术开辟了一条具备“量子优越性”的多场调控全新路径。

该研究近期以“Quantum supercritical regime with universal magnetocaloric scaling in Ising magnets”为题发表于《自然·通讯》(Nature Commun. 16,10646 (2025)),理论物理所李伟研究员为论文通讯作者,博士生吕恩泽为第一作者。该项工作得益于理论所凝聚态理论与统计物理团队的紧密协作,研究合作者包括理论所金瑜亮研究员与西宁博士,并得到苏刚研究员等在学术讨论中给予的宝贵帮助。工作获得了中国科学院B类先导专项“无液氦极低温量子材料固态制冷与关键技术”、国家重点研发计划及国家自然科学基金委等相关项目的资助。



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