صرفه جویی چندمیلیون یورویی با ساخت یک یخچال در حوزه ابررساناها

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه صنعتی شریف، از دهه‌های قبل تا به امروز در فیزیک ماده چگال، اندازه‌گیری در دمای فوق سرد چند کلوین و یا حتی میلی‌کلوین، اهمیت ویژه‌ای برای درک و فهم سازوکار ترابرد حامل‌های بار در مواد و ادوات نانومتری داشته است. در حال حاضر نیز با ظهور محاسبات کوانتومی که اغلب در دمای کنترل شده چند میلی‌کلوین و یا نهایتا چند کلوین انجام می‌شود، اهمیت راهبردی و کاربردی حوزه یخچال‌های سردساز (کرایو استات) که نمونه را تا چنین محدوده دمایی سرد می‌کنند به‌شدت نمایان شده است. بنابراین؛ هم از منظر کاربردی و هم از منظر پژوهش‌های بنیادی، این یخچال‌ها در حوزه ابررساناها، آشکارسازهای فوق حساس و نهایتا محاسبات کوانتومی بسیار با اهمیت هستند. این یخچال‌های کرایوژنیک در دو نوع یخچال‌های با هلیوم مایع و یا سیکل بسته با گاز هلیوم کار می‌کنند.

از آنجایی که بودجه مورد نیاز این سیستم‌ها حدود چند میلیون یورو است و همچنین پشتیبانی فنی خود یخچال، تامین و خرید هلیوم مایع در کشور امری چالشی بوده است، پژوهشگران آزمایشگاه تربراد کوانتومی دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف با همکاری یک شرکت دانش بنیان،‌ اولین یخچال ۴ کلوین سیکل بسته ایرانی را بومی‌سازی و راه‌اندازی کرده‌اند. صحت سنجی سیستم با آزمون‌های کالیبراسیون بسیار دقیق و دستگاه مشابه خارجی و نیز اندازه‌گیری گذار ابررسانایی (دمای گذار ۵/۰ ±۹ کلوین با پهنای گذار کمتر از نیم کلوین) یک نمونه لایه نازک نیوبیوم انجام شده است.

این سیستم در آزمایشگاه ترابرد کوانتومی دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف، از طریق سامانه آزمایشگاه مرکزی دانشگاه، ‌آماده خدمات‌رسانی به پژوهشگران برای اندازه‌گیری خواص الکتریکی و در آینده نزدیک کرایواپتیکی است. این یخچال‌ها در حوزه ابررساناها، آشکارسازهای فوق حساس و محاسبات کوانتومی بسیار با اهمیت هستند.