Abstract
The adiabatic nuclear demagnetization cooling technique has reduced the lowest accessible temperature to the regime of microkelvin, and consequently led to a large expansion in microkelvin physics such as solid and liquid $^{3}He$, superconductivity of noble metals, spin glass transition, and nuclear magnetism. Our ability to reach temperature in microkelvin regime has greatly facilitated by the developments of dilution refrigerator and superconductivity magnet. It is appropriate to divide nuclear demagnetization cooling into two categories; those in which only the nuclear spin system is cooled down and those in which the lattice and conduction electrons in the refrigerant or the specimen are also cooled by the cooling power of nuclear spin system. The former cooling technique has utilized to investigate the nuclear magnetism at temperature in nanokelvin regime. The latter is widely used in studying the phenomena occurring in microkelvin regime. In this review paper, we will discuss the basic principles of nuclear demagnetization cooling and its applications. This work is supported by the Basic Science Research Institute Program under contract number BSRI-97-2404.
소자화 랭동법은 전자 또는 핵의 자기 모벤트를 등온적으로 자화시킨 다음 단열상태에서 자화를 없앰으로써 온도를 내리는 방법이다. 전자의 소자화 냉동기는 교석 랭동기의 출현으로 거의 사용되지 않고 있으나 핵의 소자화 냉동기는 ${\mu}K$ 이하의 극저온을 얻을 수 있는 유일한 방법으로 극저온에서의 $^{3}He$액체 또는 $^{3}He$ 고체의 상전이, 극저온 초전도 현상, 핵의 자발질서 현상, 스핀 유리 상전이등의 연구에 많이 사용되고 있다. 핵의 소자화 냉동기는 대개 물체(시료) 전체의 온도를 내리는데 사용하나 빠른 소자화를 통해 핵만의 온도를 내리는데도 사용된다. 핵만의 온도를 내리는 냉동방법은 핵 자기 현상의 연구에 많이 이용되고 있다. 이러한 극저온을 얻기 위한 냉동법은 최첨단 기술이나 현재 국내에서는 극저온을 중점적로 연구하는 곳이 없는 실정이다. 본 논문에서는 소자화 냉동에 관한 현재의 취세를 소개하고 앞으로의 연구방향을 제시하고자 한다.