ท่อหุ้มสุญญากาศในงานวิจัยควอนตัม: การระบายความร้อนที่ขอบเขตของฟิสิกส์

ศูนย์สัมบูรณ์ต้องการความแม่นยำสัมบูรณ์

เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ (Large Hadron Collider) ของ CERN ใช้ท่อขนาด 12 กิโลเมตรท่อหุ้มสุญญากาศเพื่อหมุนเวียนฮีเลียมเหลว (-269°C) ผ่านแม่เหล็กตัวนำยิ่งยวด ค่าการนำความร้อนของระบบที่ 0.05 วัตต์/เมตร·เคลวิน ซึ่งต่ำกว่าท่อส่งสารแช่แข็งมาตรฐานถึง 50% ช่วยป้องกันการเกิดการเย็นตัวอย่างฉับพลันซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูงถึง 500,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อครั้ง

การปฏิวัติความเย็นของการคำนวณควอนตัม

โปรเซสเซอร์ควอนตัม Sycamore 3.0 ของ Google ใช้ท่อส่งความเย็นแบบพิเศษที่หุ้มด้วยฉนวนสุญญากาศเพื่อระบายความร้อนให้กับคิวบิตจนถึง 15 มิลลิเคลวิน การออกแบบโดยใช้วัสดุผสมทองแดง-MLI ช่วยลดการเสื่อมสภาพของควอนตัมที่เกิดจากการสั่นสะเทือนได้ถึง 70% ทำให้มีอัตราความผิดพลาดต่ำกว่า 10⁻⁵ ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสำหรับระบบควอนตัมที่ปรับขนาดได้

การอนุรักษ์ฮีเลียม: ความจำเป็นทางเศรษฐกิจ

MIT ปี 2024ท่ออ่อนหุ้มฉนวนสุญญากาศระบบนี้สามารถนำฮีเลียมที่ใช้เป็นสารหล่อเย็นกลับมาใช้ใหม่ได้ถึง 94% ผ่านเครือข่าย VIH แบบวงปิด ซึ่งช่วยลดต้นทุนประจำปีจาก 2.8 ล้านเหรียญสหรัฐ เหลือเพียง 400,000 ล้านเหรียญสหรัฐ นับเป็นต้นแบบของการวิจัยฟิสิกส์ที่ยั่งยืน

โครงการ MBE 1


วันที่โพสต์: 5 มีนาคม 2025