又一项突破！无液氦稀释制冷机实现绝对零度以上0.01度低温运行

据悉，在2021年6月24日，中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机原型机成功实现10.9mK的连续稳定运行，并且在单冲程模式下，能够实现低于8.7mK的温度，达到了国际主流产品的水平，也结束了此类仪器完全依靠进口的历史。

图源央视新闻

那么，无液氦稀释制冷机到底有什么用呢？它的应用范围非常广，而且每一项都是高精尖领域，包含：低温超导量子计算领域、凝聚态物理学、材料科学、粒子物理学、可控核聚变、天文探测等等领域，都需要超低温的配合。

从原理上来说，无液氦稀释制冷机并非不需要氦气，它仍然需要氦气作为介质，并且通过精巧设计的热交换器，以达到带走热量的效果。而且由于氦气的液化点在4.2K，经过进一步蒸发，也只能降低到2K（2开尔文温度），再低就降不下去了，通过稀释的方法，方才能够进一步降低系统温度。

整个过程中，氦气的损失量更小。另一种液氦注入式制冷机对液氦的消耗量更大，每次加注都有大量的氦气凭空蒸发掉，损耗量非常大。而无液氦稀释制冷机从实际使用经验来说，一年加充一次氦气足以，并且全程也不会消耗太多的氦气。

这里再科普一下，由于氦气在地球的资源很少，基本上存在于天然放射性核矿的氦气田里，在天然气中能够提取氦气，全球产量也就是23吨液氦，所以显得特别珍贵。目前，全球一半的氦气是在美国生产的。而且由于氦气自身的物理特性，一旦进入大气中就会逐渐逃逸出大气层，因此地球上的氦气用一点少一点。