Der kleinste Kühlschrank der Welt

Gerade mal wenige millionstel Meter misst der wohl kleinste Kühlschrank der Welt. Physiker von der Technischen Universität Helsinki bauten diesen zusammen mit italienischen Kollegen aus winzigen Metallstrukturen aus Kupfer und Aluminium auf.

Helsinki (Finnland) - Wie sie in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters" berichten, können sie mit diesem Aufbau den Fluss von Wärme gezielt durch elektrische Spannungen lenken.

"In unserem Aufbau kann der Wärmefluss über eine geschaltete Spannung kontrolliert werden", sagt Olli-Pentti Saira, Physiker am Tieftemperaturlabor der Technischen Universität Helsinki. Allerdings kann dieses Gerät klassische Kühlanlagen nicht ersetzen. Denn sein Arbeitsbereich liegt nahe dem absoluten Nullpunkt von minus 273,14 Grad Celsius. Kern des kühlenden Moduls ist ein mikroskopisch kleiner Wärmetransistor aus einem Metall und einem Supraleiter. Über einen Tunneleffekt kann jeweils nur das "heißeste", sprich energiereichste Elektron vom Metall (Kupfer) zum Supraleiter (Aluminium) wandern. Wird eine Sperrspannung geschaltet, wechselt das Elektron seinen Platz nicht und die Wärme kann nicht übertragen werden. Mit dieser Technik lässt sich kontrolliert Wärme aus einem Reservoir abziehen, kurz gesagt, es kann damit gekühlt werden.

Dieses Ergebnis ist bisher noch im Bereich der Grundlagenforschung anzusiedeln. Es gilt, mehr über die Physik des Wärmetransports auf atomarer Ebene zu lernen. Doch auch Anwendungen in extremer Kälte sind vorstellbar. So denken die Forscher an solche Elektronenkühler für Strahlungsdetektoren an Bord von Satelliten. Auch einen extrem genauen Temperaturfühler für den Bereich unter minus 270 Grad können sich die Physiker vorstellen.