Raffreddamento magnetico permanente per l’elettronica quantistica

Un team di ricercatori della TUM (Technical University of Munich) è riuscito a sviluppare un sistema di raffreddamento magnetico permanente in grado di raggiungere temperature prossime allo zero assoluto.

Il sistema è stato costruito al dipartimento di fisica dell’Università dalla start-up kiutra, che è attualmente la prima società ad aver realizzato un sistema di raffreddamento magnetico permanente in grado di raggiungere temperature vicine allo zero assoluto (-273 °C). Si tratta della temperatura necessaria, ad esempio, per far funzionare i computer quantistici.

Per la ricerca nel campo della fisica quantistica sono infatti indispensabili bassissime temperature; un numero sempre maggiore di tecnologie basate sulla meccanica quantistica sta pian piano uscendo dal laboratorio per approdare in applicazioni commerciali. Si parla ad esempio di rilevatori ad alta sensibilità e, ovviamente, computer quantistici. Di conseguenza la necessità di soluzioni di raffreddamento efficaci sta crescendo rapidamente.

I ricercatori della TUM Alexander Regnat, Jan Spallek, Tomek Schultz e il professor Christian Pfleiderer, dopo aver lavorato su alcuni prototipi differenti, hanno scelto di concentrarsi sull’idea di raffreddamento magnetico permanente e per farlo hanno fondato kiutra GmbH nell’estate 2018.

Finora per generare temperature molto basse si usano solitamente gas liquefatti. In particolare per ottenere temperature costanti prossime allo zero assoluto si usa il raro e costoso isotopo elio-3.

Esistono tuttavia processi di raffreddamento magnetici che consentono di usare solidi più economici, ma funzionano solo per un periodo limitato. Il concetto di raffreddamento magnetico permanente è in voga da diversi anni, ma come spiegato da Tomek Schultz “l’implementazione tecnica è estremamente impegnativa e questo ha impedito lo sviluppo di un prodotto per un impiego diffuso”.

Questo almeno fino a oggi. “Siamo il primo fornitore al mondo di un sistema di raffreddamento in grado di raggiungere magneticamente temperature prossime allo zero assoluto (circa -273°C) su base permanente”, ha invece affermato Alexander Regnat. “Il nostro grande vantaggio è che non abbiamo bisogno del costoso elio-3. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è l’elettricità”.