Laboratorium ultraniskich temperatur bez ścian
W doświadczeniach nanonaukowych potrzebne jest osiągnięcie temperatur umożliwiających badanie zjawisk kwantowych, które w innych warunkach są zagłuszane przez efekty pobudzenia termicznego. Badania nad ultrazimnymi atomami i ich zachowaniami kwantowymi mogą umożliwić stworzenie układów nowej generacji, pilnie potrzebnych w obliczu zbliżania się do dolnych granic miniaturyzacji konwencjonalnych układów elektronicznych. Czołowe laboratoria ultraniskich temperatur połączyły siły w ramach finansowanego ze środków UE projektu MICROKELVIN (European microkelvin collaboration). Zakłady badań w temperaturach mikrokelwinowych Politechniki Helsińskiej w Finlandii, Krajowego Centrum Badań Naukowych we Francji i Lancaster University w Wielkiej Brytanii zostały udostępnione użytkownikom zewnętrznym. Wykorzystanie różnego rodzaju instalacji chłodzących pozwala osiągać w tych laboratoriach temperatury sięgającego zakresu mikrokelwinowego. Udostępniono także przyrządy pomiarowe obejmujące szeroki zakres technik doświadczalnych. W okresie prac projektu MICROKELVIN 72 użytkowników z 14 krajów członkowskich UE lub państw stowarzyszonych uzyskało dostęp międzynarodowy do placówek partnerów. Podjęto wspólne działania badawcze (JRA) w celu opracowania nowatorskich narzędzi doświadczalnych. W ramach jednego ze wspólnych działań badawczych sformułowano nowe koncepcje wydajnego chłodzenia w środowiskach o minimalnej infrastrukturze. Inne działanie dotyczyło wykorzystania technik nanoprodukcji do tworzenia zintegrowanych rozwiązań chłodzenia i pomiaru temperatury układów. Obszarem badań trzeciego działania wspólnego było stosowanie pomiarów mikrokelwinowych do uzyskania odpowiedzi na fundamentalne pytania fizyki. Badania przeprowadzone pod egidą projektu MICROKELVIN przyniosły szereg pionierskich osiągnięć, w tym kilka przełomowych odkryć umożliwiających uzyskiwanie kondensatów Bosego-Einsteina i budowanie nowych detektorów ciemnej materii. Istotnym osiągnięciem było stworzenie wzmacniaczy do nadprzewodzących interferometrów kwantowych, używanych do prowadzenia doświadczeń z czułością zbliżoną do limitów kwantowych. Inicjatywy nawiązywania kontaktów między podmiotami zaangażowanymi w projekt MICROKELVIN stworzyły kulturę współpracy między laboratoriami badawczymi i społecznościami naukowymi. Z najważniejszych działań należy wymienić trzy warsztaty oraz powołanie Europejskiego Towarzystwa Kriogenicznego w ramach sekcji materii skondensowanej Europejskiego Towarzystwa Fizycznego. Prowadzone inicjatywy nawiązywania kontaktów, dostępu międzynarodowego i wspólnych działań badawczych okazały się praktyczne i skuteczne. Dzięki wysiłkom projektu MICROKELVIN naukowcy będą mieć zapewniony dostęp do narzędzi i przyrządów niezbędnych do uzyskania odpowiedzi na fundamentalne pytania w dziedzinie fizyki ultraniskich temperatur.
Słowa kluczowe
Laboratorium ultraniskich temperatur, zakres mikrokelwinowy, nanonauka, nanotechnologie, zjawiska kwantowe, nadprzewodzący interferometr kwantowy
