大约一个世纪前，人类首次将氦气液化，开启了利用液氦进行极低温制冷的新纪元。随后，极低温制冷技术被广泛应用于大科学装置、深空探测、材料科学、量子计算等国家安全和战略高技术领域。然而，用于极低温制冷的氦元素却面临供应短缺。有什么方法可以不用氦元素实现极低温制冷?一直是科学家要着力突破的难题。
1月11日，《自然》在线发表了一项关于极低温制冷的重要进展。来自中国科学院大学、中国科学院物理所以及中国科学院理论物理所等单位的研究人员，在钴基三角晶格磁性晶体中首次发现量子自旋超固态存在的实验证据。同时，他们利用该晶体材料，通过绝热去磁获得了94毫开(零下273.056摄氏度)的极低温，成功实现无液氦极低温制冷，并将该效应命名为“自旋超固态巨磁卡效应”。
科研人员挑选高质量钴基三角晶格单晶样品。图片来源：央视新闻客户端
《自然》审稿人对这项研究给予了高度评价。他们认为，该成果“报道了超低温下对一种复杂化合物的高质量实验”“理论与实验的符合极好地支持了该工作的核心结论”“漂亮的工作展示了自旋超固态的熵效应有多大，会引发广泛的研究兴趣”。
论文共同通讯作者、中国科学院大学教授苏刚表示，这一新物态与新效应的发现是基础研究的一项重大突破，也为我国在深空探测、量子科技、物质科学等尖端领域研究的极低温制冷“卡脖子”难题提供了一种新的解决方案。
