稀釋製冷機

3He，4He的混合液在0.86K以上時，液3He可以以任何比例溶解在液4He中，但是當混合溶液的溫度降到0.86K以下時，混合液則分離成兩相，其中含3He多的相稱為濃縮相，而含3He少的相稱為稀釋相。在低於0.86K的任一溫度都對應於一定的3He含量的稀釋相和濃縮相，並達到相平衡。當從稀釋相中取走3He原子時，為了保持兩相的平衡，則由濃縮相中的3He通過相界面進入稀釋相以補充被移去的3He原子。可以計算得3He在稀釋相中的焓和熵比在濃縮相中要大得多。所以這種稀釋過程需要吸熱，利用這個吸熱現象製成了稀釋製冷機。

從稀釋製冷機的結構圖來看，包含相界面的室稱做混合室，3He原子從濃縮相經過相界面進入稀釋相要吸熱而製冷，使溫度降低。包含稀釋相的自由表面的室稱為蒸餾室，溫度維持在0.6～0.7K。此時3He的飽和蒸氣壓遠高於4He的飽和蒸氣壓，可以用抽氣機抽走，這時濃縮相中的3He原子就不斷地通過相界面進入稀釋相，抽走的3He經過冷凝再補充到濃縮相中形成循環，使製冷機不斷地運行。

2021年7月13日，據中國科學院物理研究所消息，其自主研發的無液氦稀釋製冷機實現10mK以下極低溫，標誌著我國在高端極低溫儀器研製上取得了突破性的進展。

稀釋製冷機是一種能夠提供接近絕對零度環境的高端科研儀器，在凝聚態物理、材料科學、粒子物理乃至天文探測等科研領域廣泛應用。

稀釋製冷機為量子計算機的正常運行提供必要的極低溫環境，是量子計算研究中不可替代的關鍵設備。