Gli esperti di sensori inventano un mini termometro freddissimo

I ricercatori del National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno inventato un mini termometro con importanti applicazioni potenziali, come il monitoraggio della temperatura dei chip dei processori nei computer quantistici a superconduttori, che devono rimanere freddi per funzionare correttamente.

Il termometro superconduttore del NIST misura temperature inferiori a 1 Kelvin (- 272,15 °C), fino a 50 millikelvin (mK) e potenzialmente 5 mK. È più piccolo, più veloce e più conveniente dei termometri criogenici convenzionali per dispositivi a scala di chip e potrebbe essere prodotto in serie. I ricercatori del NIST descrivono il progetto e il suo funzionamento in un nuovo articolo di giornale.

Il mini termometro che può rivoluzionare il mondo della ricerca

Il nuovo mini termometro, di dimensioni pari ad appena 2,5 per 1,15 millimetri, può essere incorporato o fissato ad un altro dispositivo criogenico a microonde per misurarne la temperatura quando è montato su un chip. I ricercatori hanno usato il termometro per dimostrare misurazioni veloci e accurate del riscaldamento di un amplificatore a microonde a superconduzione. Questa tecnologia è uno spin-off dei sensori superconduttori personalizzati del NIST utilizzati per le telecamere dei telescopi, nello specifico i rivelatori a microonde di cui è dotato il palloncino BLAST.

Joel Ullom, leader del gruppo, afferma che si è trattato di un’idea divertente che si è rapidamente trasformata in qualcosa di molto utile; il termometro permette ai ricercatori di misurare la temperatura di una vasta gamma di componenti dei loro pacchetti di prova a costi molto contenuti e senza aggiungere molti collegamenti elettrici. Questo può avvantaggiare i ricercatori che lavorano nel calcolo quantistico o che utilizzano sensori a bassa temperatura in numerosissimi campi.

Il termometro è costituito da un risonatore di niobio superconduttore rivestito di biossido di silicio. Il rivestimento interagisce con il risonatore per spostare la frequenza alla quale esso vibra naturalmente. Gli scienziati sospettano che ciò dipenda dal tunneling degli atomi tra due siti, un effetto quanto-meccanico che consente di effettuare una transizione ad uno stato che normalmente la meccanica classica preclude.

Ph. credits: Foto di jacqueline macou da Pixabay