Бага температур дээрх давхар ороомог кабелууд

Бага температурт супер дамжуулагч коаксиал кабелууд (LTS Коаксиал Кабелууд) нь цөм хүйтэн физикийн туршилтууд болон квантын бодолт зэрэг урьдчилсан технологийн тууш цоорхой юм.

Эдгээр кабелуудыг илүү сайн ойлгохын тулд бид тэдгээрийг бүтцээс, ажиллах зарчмаас болон шийдвэрлэх ёстой үндсэн даралтаас гурван өнцгөөс судалж болно.

1. Үндсэн бүтэц: Яагаад "коаксиал" гэж нэрлэдэг вэ?

Бүтцээс харахад бага температурт супер дамжуулагч коаксиал кабелууд ердийн өрхийн коаксиал ТВ кабелтэй төстэй коаксиал бүтцийг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч материал болон ажиллах нөхцөлүүд ялгаатай.

Дотор ба гаднах дамжуулагчид: Эдгээр нь ихэвчлэн NbTi (Ниобий-Титан) зэрэг бага температурт супер дамжуулагч материалаас бүтсэн байдаг.

Дулаан тусгаарлалтын давхарга (диэлектрик): Дотоод болон гадаад дамжуулагчийн хооронд байрладаг бөгөөд диэлектрик нь ихэвчлэн PTFE (Тефлон) шиг маш бага диэлектрик алдагдалтай материал байдаг.

Ажиллах орчин: Кабель -4.2 K-аас доош (хийдэлтийн температур) хүртэлх маш бага температурт ажиллах ёстой. Эдгээр нөхцөлд супер дамжуулалтын материал эсэргүүцэлгүй байдаг болно.

Энэ коаксиал бүтэц нь криоген нөхцөлд өндөр давтамжийн дохиог алдагдалгүй тогтвортой дамжуулах боломжийг олгоно.

2. Яагаад кабелд супер дамжуулагч материалашигладаг вэ?

Квантын чипийн хяналт зэрэг нарийн туршилтуудад микротолын дохиог өрөөний температуртай орчноос маш бага температуртай түвшинд (жишээ нь, 20 mK) хүртэл дамжуулах шаардлагатай. Хэрэв ердийн зэвсгэн кабел ашиглавал хоёр гол асуудал гарч ирнэ.

Сигналын сулрал (сигнал алдалт): Ердийн металлүүд нь цахилгаан эсэргүүцэлтэй байдаг. Өндөр давтамжийн сигнал дамжуулах үед энерги дулаан болон хувирч, сигналын далайц буурч, сигнал ивэгдэх эсвэл алдагдахад хүргэж болзошгүй.

Дулаан дамжуулалт (дулаан зууралтын бэрхшээл): Зэс нь сайн цахилгаан дамжуулагч байхтай зэрэгцээ маш сайн дулаан дамжуулагч ч болж таарна. Өрөөний температуртай талын дулаан кабелийн дагуу хөлдөөст орчин руу амархан урсаж, хөргөлтийн системд их дулааны ачаалал үзүүлж, системийн тогтворгүй байдлыг үүсгэж болзошгүй.

Бага температур дахь супер дамжуулагч кабелуудын “сүүдэр” нь цахилгааны тэг эсэргүүцэл, бага дулаан дамжуулалтад оршино. Энэ нь микротолбон дохиог бараг алдалтгүйгээр дамжуулах боломжийг олгох ба цөөн градусын хэт бага температуртай орчинг үр дүнтэй хамгаалах боломжийг бүрдүүлдэг.

3. Ашиглах нөхцөл байдал

Квант тооцоолох: Эдгээр кабелууд нь супер дамжуулагч кубитүүд рүү микротолбоны удирдлагын болон унших дохиог нарийвчлан хүргэж, дулааны шуугианаас үүдэлтэй когерент бус байдлыг хамгийн бага болгодог.

Өндөр соронзон орны физик: Жижиг хэсгийн хурдасгуур болон МРТ системд супер дамжуулагч коаксиал кабел нь хүчтэй соронзон оронд өндөр давтамжийн дохио тогтвортой дамжуулах боломжийг олгоно.

Огторгуй судлал: Криоген хөргөлт шаардагдах спутник, инфра улаан туяаны илрүүлэгч системд эдгээр кабел маш өндөр мэдрэг чадлыг хадгалж, дулаан ачааллыг бууруулдаг.

4. Бага температурт супер дамжуулагч (БТС) vs. Өндөр температурт супер дамжуулагч (ӨТС)

Бага температурт супер дамжуулагч коаксиал кабел (БТС): NbTi, Nb3Sn материалыг агуулдаг, шингэн гели ашиглан 10 K-аас доош ажилладаг, голчлон дохио дамжуулалт, нарийн хэмжилтэнд зориулагдсан.

Өндөр температурт супер дамжуулагч цахилгаан кабел (ӨТС): YBCO, BSCCO материалыг агуулдаг, шингэн азот ашиглан 65–77 K температурт ажилладаг, голчлон өндөр гүйдэл дамжуулах зориулалттай.

Дүгнэлт

Бага температурт эрчим холбогч коаксиал кабелуудыг алсын хэмжээний мэдээллийн илүүдэлгүй зам гэж үзэж болно. Эдгээр нь маш бага температуртай системүүдэд дулаан алдагдаж гарснаас сэргийлэх зэрэгцээ бараг алдагдалгүй микротоногийн дохио дамжуулах боломжийг олгоно.

Өндөр давтамж, нарийвчлалын кабел технологийн урт хугацааны туршлагатай Ноттен нь дамжуулагчийн материал, диэлектрик бүтэц болон кабелын ерөнхий тогтвортой байдлыг байнга сайжруулсаар өндөр түвшний судалгаа, анги малтох хэрэглээнд зориулсан найдвартай бага температур, өндөр давтамжийн дохио дамжуулалтын шийдлийг санал болгож байна.