Lea en voz alta Los físicos de Finlandia e Italia han propuesto un nuevo concepto para enfriar electrones individuales a temperaturas cercanas al cero absoluto. Uno por uno, los electrones calientes se dirigen desde una pequeña isla de metal a través de un espacio aislante hacia un superconductor. La temperatura de la isla metálica se reduce así. Los investigadores esperan permitir experimentos con electrones individuales a bajas temperaturas de hasta diez milikelvin. Un primer experimento con un prototipo ya se ha completado con éxito, según Jukka Pekola, de la Universidad Técnica de Helsinki. El nanoenfriador consistía en una isla de metal de aproximadamente 100 nanómetros de alto y un micrómetro de ancho, que estaba aislada eléctricamente de un pequeño superconductor por un aislante delgado.

Luego, los investigadores aplicaron un voltaje de CC eléctrico al superconductor y la isla de metal. Esto dio como resultado que los electrones individuales de la isla de metal pudieran hacer un túnel a través del aislador hacia la isla del superconductor. Debido a las pequeñas dimensiones de las dos islas, los electrones solo pudieron superar la brecha aislante una tras otra. De hecho, tan pronto como un electrón llegó al superconductor, ejerció una fuerza repulsiva sobre los electrones de la isla metálica a través de la interacción de Coulomb. Por lo tanto, el siguiente electrón no podría hacer un túnel hacia el superconductor hasta que el anterior haya sido absorbido del superconductor a la fuente de voltaje.

Según Pekola, este fenómeno, conocido en el arte como el bloqueo de Coulomb, llevó a la preferencia por los electrones calientes. ¿Electrones con una energía muy superior a la energía de Fermi? uno tras otro tunelizado desde la isla de metal al superconductor. Así, la isla metálica se enfrió gradualmente.

Los investigadores ahora quieren hacer su siguiente experimento con un voltaje de CA, para que el transporte de electrones pueda tener lugar en ambas direcciones. Si bien los electrones aún calientes deberían abandonar la isla metálica, el superconductor emitiría preferentemente electrones fríos. ¿La isla de metal podría enfriarse aún mejor? posiblemente a temperaturas de hasta diez milikelvin. visualización

Aún no está claro si este nanoenfriador alguna vez encontrará aplicaciones prácticas. Los investigadores al menos actualmente solo tienen en mente las aplicaciones en el campo de la investigación física básica de los sistemas cuánticos.

Physical Review Letters, Volumen 98 Artículo 037201 Stefan Maier

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