传统上,制冷是通过蒸发冷凝实现的。然而,近年来科学家研发出一种新型制冷技术——利用声波实现制冷。

这种技术被成功应用于韦伯望远镜上的脉冲管制冷装置中。脉冲管内有两个快速运动的活塞,推动氦气在管道内流动。活塞运动产生30赫兹的低频声波,沿管道传播。声波到达末端后反弹,形成高压低压区域的驻波。通过调节频率可以产生多个驻波区域。由于压力与温度相关,形成了不同温度区域。

为了降低整体温度,科学家在管道内插入三个金属热交换器。热交换器允许气体通过同时吸收部分热量。热量被抽出并导致温度下降。通过这一设计,温度能从27度降至-256度。

除此以外,还有另一组活塞压缩和冷却氦气,将其导入到管末端的冷头组件。在小于1毫米的小孔内,氦气因焦尔-汤姆孙效应迅速膨胀冷却,使温度进一步下降到-267度。最后,冷却后的氦气流过传感器进行最后冷却。

通过这种新型技术,仅通过声波和压力变化就可实现高效制冷,解决了传统制冷方法的问题。