Адиабатическое размагничивание: различия между версиями

'''Адиабатическое размагничивание''' — метод получения [[температура|температур]] ниже 0,7  [[кельвин|K]].

Для получения низких температур обычно используется ожиженныйcжиженый газ. Снижая давление над свободной поверхностью жидкости, можно получить температуру ниже нормальной точки кипения этой жидкости. Например, откачкой паров [[азот]]а можно добиться температуры до температуры тройной точки  (63  K), откачкой паров [[водород]]а (над твёрдой фазой) можно добиться температуры 10  K, откачкой паров [[Гелий|гелия]] можно добиться (при очень хороших условиях проведения эксперимента) температуры около 0,7  K.

В [[1926 год]]у [[Джиок, Уильям Фрэнсис|Джиок]] и [[Дебай, Петер Йозеф Вильгельм|Дебай]] независимо друг от друга показали, что у [[Парамагнетизм|парамагнитных]] веществ при достаточно низких температурах величина магнетокалорического эффекта должна быть большой, и что этот эффект можно использовать для получения низких температур. В первых экспериментах Джикока и Мак-Дугалла в 1933 г. была достигнута температура 0,25 &nbsp;K <ref name="cryogen engineering">Cryogen engineering by Russel B. Scott</ref>.

Метод основан на эффекте выделения теплоты из парамагнитных [[соль|солей]] при их [[магнит|намагничивании]] и последующем поглощении теплоты при их размагничивании. Это позволяет получать температуры вплоть до 0,001 &nbsp;K.

Образец из парамагнитной соли подвешивается на нити в трубке, заполненной газообразным гелием под небольшим давлением. Газообразный гелий обеспечивает контакт с ванной жидкого гелия, охлаждаемой испарением жидкости под пониженным давлением. Во время работы в ванне поддерживается возможно более низкое давление, обычно соответствующее температуре ~1 &nbsp;K. За счет теплопроводности газа парамагнитная соль охлаждается до температуры гелиевой ванны. Затем включается магнитное поле.

В процессе намагничивания соль нагревается. Ориентирование магнитных ионов вдоль магнитного поля уменьшает энтропию. Тепло от соли отводится в гелиевую ванну, и температура соли снова становиться равной 1 &nbsp;K.

Для получения очень низких температур более всего подходят соли с малой концентрацией парамагнитных ионов, то есть соли, в которых соседние парамагнитные ионы отделены друг от друга немагнитными атомами. Взаимодействие между магнитными ионами в этом случае оказывается очень слабым. Например, в хромо-калиевых квасцах каждый магнитный атом хрома окружён 47 &nbsp;немагнитными соседями.<ref name="cryogen engineering" />.