жче температури кипіння гелію. Шляхом зменшення тиску над гелієм можна досягти температури 0,72 К, але це вже межа для даного методу. br/>
В В
Надхолодні температури порядку 0,001 К можна отримати, використовуючи метод адиабатного розмагнічування. Цей метод заснований на залежності ентропії парамагнитной солі від напруженості магнітного поля, в яке поміщений зразок. TS-діаграма такої солі при відсутності магнітного поля і за його накладення показана на малюнку 1. При накладенні магнітного поля парамагнітні іони таких солей, як, наприклад, хромокаліевие або железоаммоніевие галун, орієнтуються полем подібно до того, як орієнтуються магнітні компасні стрілки в полі Землі. Так як ентропія є міра невпорядкованості, то всяке впорядкування призводить до зменшення ентропії. Тому ентропія при наявності досить великого магнітного поля, що досягає 10-15000 а/см, буде значно менше, ніж у відсутності поля, як це видно на малюнку 1. Якщо при деякій достатньо низькій температурі, отриманої в гелієвому випарнику, на зразок накласти магнітне поле, то ентропія внаслідок упорядкування спінів магнітних моментів електронів зменшиться, і цей процес зобразиться лінією аб. При хорошому тепловому контакті солі і гелію процес буде ізотермічним. Так як, то намагнічування відбувається з виділенням теплоти сіллю, яка передається гелію. Якщо тепер усунути тепловий контакт солі і гелію, створивши тим самим умова адіабатних, і вимкнути магнітне поле, то процес піде по лінії бв. Дійсно, при адіабатні процесі ентропія не змінюється. точці в, що характеризує кінцевий стан процесу, відповідає дуже низька температура, порядку сотих і тисячних часток градуса за абсолютною шкалою. Якщо при накладенні магнітного поля парамагнітні іони отримали паралельну орієнтацію, тобто відбулося впорядкування, що викликало зниження ентропії, то при знятті магнітного поля іони знову орієнтуються безладно, що дає збільшення ентропії іонів. Але оскільки загальна ентропія солі при адіабатні процесі не змінюється, то повинна зменшиться ентропія, пов'язана з тепловими коливаннями кристалічної решітки солі, що призводить до зниження температури. Внаслідок неповної адіабатних процесу бв кінцевий стан солі буде характеризуватися не крапкою в, а крапкою г, що лежить трохи вище на кривій ентропії нульового поля. p> Тепловий ефект адиабатного охолодження вельми великий. Використовуючи для адиабатного розмагнічування всього лише кілька грамів квасцов, можна знизити температуру декількох кілограмів діамагнітного речовини з 1 К до наднизьких температур порядку 10-3 К.
Використовуючи розглянутий принцип, Доунт побудував періодично діючу магнітну холодильну машину, що працює за циклом Карно і знижувальну температуру з 1 К до 0,25 К. Використовуючи більш складний процес адиабатного розмагнічування системи атомних ядер, що володіють магнітними моментами (ядерних спінів), моно отримати температури порядку 10-5 - 10-6 К. Цей метод може дати ще більше зниження температури д...
