中国在极低温制冷技术上实现自旋超固态巨磁卡效应

中国科学院理论物理研究所的苏刚研究员带领团队在钴基三角晶格量子磁性材料中发现了“自旋超固态巨磁卡效应”,通过绝热去磁技术创造出94毫开尔文级的无氦极低温环境。这次成功标志着中国在极低温制冷技术上从跟跑到并跑的关键跨越。以往各国科学家要面对稀缺氦资源的难题,尤其是同位素氦-3的短缺。苏刚团队通过基础理论创新和实验技术突破,成功绕开了这个限制。这个成果不仅为自旋超固态提供了首个实验证据,还给无氦极低温制冷建立了一套完整的方法学体系。他利用量子材料在特定条件下的自旋有序相变,用外磁场调控实现高效吸放热循环。这种固态材料的制冷方式不需要液态制冷介质,系统更稳定、能耗更低。中国长期坚持基础研究投入和学科交叉融合,为这次突破打下了坚实基础。极低温环境对现代物理前沿探索、量子信息技术和深空探测都非常重要,但传统液氦制冷方案成本高、供应不稳定、设备复杂。这个新型无氦制冷技术成功验证后,不仅能支持基础研究的稳定开展,也能推动量子精密测量和超导电子学等领域的发展。在全球高科技竞争中,极低温制冷作为基础设施型技术显得尤为关键。未来苏刚团队计划深化机理研究、优化材料体系并开发工程样机,把这项技术应用到实际中去。这个成果已经引起国内外同行的广泛关注,有望带动多个学科交叉创新。中国科学家在极低温制冷领域的原创能力展现了中国基础研究的实力,也反映了国家重视核心技术攻关的导向。这些基础突破正在汇聚成推动高质量发展的重要力量。 中国科学家苏刚研究员带领团队在钴基三角晶格量子磁性材料中首次观测到“自旋超固态巨磁卡效应”,通过绝热去磁技术成功实现了94毫开尔文级的无氦极低温环境。这个成果标志着中国在极低温制冷技术领域实现了从跟跑到并跑的关键跨越。传统极低温制冷高度依赖稀缺的氦资源,特别是同位素氦-3。随着全球氦气供应日趋紧张、价格持续攀升,发展新型极低温制冷技术成为国际科学界竞相攻关的前沿方向。苏刚团队通过基础理论创新与实验技术突破,开辟了一条全新的技术路径。这个成果不仅为自旋超固态提供了首个实验证据,更构建起一套完整的新型极低温制冷方法学体系。 从技术机理看,研究团队利用量子材料在特定条件下的自旋有序相变,通过外磁场调控实现高效吸放热循环。这种基于固态材料的制冷方式彻底摆脱了对液态制冷介质的依赖。 在全球高科技竞争日益聚焦于关键核心技术自主可控的背景下,极低温制冷作为支撑前沿科技发展的“基础设施”型技术显得尤为重要。 未来苏刚团队将继续深化机理研究、优化材料体系、推动工程样机开发,促进该技术从实验室走向实际应用。相关成果已引发国内外同行广泛关注,有望带动极端条件物理、量子材料等多学科交叉创新。 这个成果展现了中国基础研究的原创能力和科研导向,是推动高质量发展、塑造新质生产力的重要基石。