Una configuración de cámara criogénica para experimentos de helio superfluido con fibra óptica y acceso eléctrico

Área de la Ciencia:

• Física cuántica de muchos cuerpos
• Física de bajas temperaturas
• La nanofotónica

Sus antecedentes:

• El helio superfluido es un líquido cuántico vital para el estudio de la física de muchos cuerpos.
• Sus propiedades mecánicas y ópticas únicas lo hacen prometedor para la detección de materia oscura, la detección de ondas gravitacionales y la computación cuántica.
• Los experimentos actuales se enfrentan a altas barreras de entrada debido a configuraciones criogénicas complejas.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y construir una cámara de helio versátil para el funcionamiento de millikelvin dentro de un refrigerador de dilución.
• Para permitir un control preciso de las películas delgadas de helio superfluido para aplicaciones como la optomecánica.
• Proporcionar una plataforma adaptable para diversas investigaciones de helio superfluido.

Principales métodos:

• Construcción de una cámara de helio con acceso eléctrico y de fibra óptica para refrigeradores de dilución.
• Integración de un sistema automatizado de manipulación de gases para el control preciso del gas de helio.
• Utilizando resonadores nanofotónicos de silicio para monitorear y ajustar el grosor de la película de helio superfluido en una escala subnanométrica.

Principales resultados:

• Se ha demostrado el control y ajuste precisos in situ del grosor de la película de helio superfluido.
• Logrado el láser de fonones inducido optomecánicamente de terceros modos de sonido en películas de helio superfluido.
• Demostró la dependencia del umbral de láser en el grosor de la película superfluida.

Conclusiones:

• La cámara criogénica desarrollada ofrece una plataforma versátil para la investigación del helio superfluido.
• El control preciso de la película delgada abre nuevas vías para la óptica de la película delgada superfluida.
• La configuración facilita los avances en la investigación fundamental y aplicada utilizando las propiedades cuánticas del helio superfluido.