低于1K的溫度叫做低溫。獲得這樣低的溫度,除人們所熟知的,通過對4He液浴減壓可達zui低溫度約0.5K外，還有下列方法：利用3He液浴減壓zui低溫度可達到0.3K;利用硝酸鈰鎂(CMN)等順磁鹽行熱去磁,可達到幾毫開溫區(qū);利用3He-4He稀釋致冷機可達1.5mK，利用坡密朗丘克冷卻和熱核去磁可達到更低的溫度。
3He低溫恒溫器
利用3He蒸發(fā)的低溫恒溫器是獲得1K以下溫度的zui簡便的方法。3He的質(zhì)量小,零點運動強烈,因此在所有的溫度下它的蒸氣壓比4He都要。此外，因不存在3He膜,也就沒有沿著3He膜的傳熱或3He蒸發(fā)而產(chǎn)生的額外漏熱。所以在低溫端可以利用粗管道對3He液浴減壓,獲得比利用4He液浴減壓所能達到的更低的溫度。3He的正常沸點是3.19K，通過減壓可達稍低于0.3K的溫度。
順磁鹽熱去磁
順磁鹽熱去磁又稱磁冷卻。順磁鹽中含有鐵或稀土族元素，其3d或4f殼層沒有填滿因而具有磁矩。當(dāng)溫度于順磁鹽的磁有序
征溫度θ 時(見順磁性),各個離子間因相互作用較小，自由,順磁鹽
低溫
可看作是個混亂取向的偶子體系。當(dāng)達到溫度θ時，發(fā)生偶子的自發(fā)取向,系統(tǒng)的熵S減小。當(dāng)T>θ時，如果施加外磁場B=Bi,從體系的溫-熵圖(圖1)可看出,外磁場引起的偶子擇優(yōu)取向,使體系的熵減少。因此, 如果在減壓4He或3He液浴中將順磁鹽預(yù)冷到某溫度Ti,然后在與液氦浴保持熱接觸的條件下施加外磁場行等溫磁化，體系在這過程中釋放出來的磁化熱為液氦浴所吸收，熵下降。再使鹽與周圍環(huán)境熱,并將磁場降至B=Bi或零。這樣就可以獲得顯著的降溫效果,得到T=Ti或T=T0的溫度。熱去磁所能達到的zui終溫度取決于外磁場強度和順磁鹽的磁有序化征溫度。W.F.吉奧克于1933年成了順磁鹽熱去磁實驗，獲得了千分之幾開的低溫。
稀釋致冷機
1956年H.倫敦zui提出稀釋致冷機的原理，1965年*臺稀釋致冷機誕生
低溫
，它是利用3He-4He混合液的性質(zhì)的致冷機。3He和4He的混合液在0.87K以上溫度時是互溶的溶液，在0.87K以下時發(fā)生相分離，即分成含3He較多的濃相和含3He較少的稀相兩分，兩者間構(gòu)成界面，濃相浮于稀相之上。當(dāng)3He原子從濃相通過界面入稀相時，類似于普通液體通過液面蒸發(fā)成氣體，要吸熱致冷。入稀相的3He原子通過循環(huán)系統(tǒng)重新回到濃相。稀釋致冷機結(jié)構(gòu)簡單可靠，致冷能力強，可長時間連續(xù)作，可得穩(wěn)定的可調(diào)節(jié)的低溫，這是傳統(tǒng)的順磁鹽熱去磁法所*的，現(xiàn)已獲廣泛應(yīng)用。用此法得到的zui低溫度為1.5mK。
坡密朗丘克致冷
溫度在0.32K以下時，液態(tài)3He的熵比固態(tài)3He的熵要小，因而加
低溫
壓發(fā)生液-固相變時要吸熱，從而達到致冷效果。此法由I.Y.坡密朗丘克于1950年提出，1965年實驗成。此法常在稀釋致冷機的基礎(chǔ)上使用，可達到的限低溫為1mK。1972年在此低溫附近發(fā)現(xiàn)了3He的新相(見液態(tài)氦)。
核熱去磁
原子核的自旋磁矩比電子自旋磁矩要小得多，故原子核磁矩間的相
低溫
互作用也比電子磁矩間的相互作用弱得多。直到mK溫度范圍，核磁矩仍然是混亂取向，因而可用核熱去磁法使核系統(tǒng)降溫。通常以稀釋致冷機預(yù)冷，用導(dǎo)磁體產(chǎn)生強磁場，使核自旋磁化，再熱去磁。此法由C.J.戈和N.庫爾蒂分別于1934年和1935年提出，1956年庫爾蒂成地使金屬銅的核自旋溫度冷卻到16μK。后來用二核熱去磁使核自旋溫度達到50nK(5×10-8K)的低溫，*次觀察到銅中核磁矩的自發(fā)反鐵磁排列。物質(zhì)內(nèi)的熱運動包括核自旋運動、晶格振動和自由電子運動，3種運動對內(nèi)能都有貢獻，在較溫度時3種運動間的能量交換迅速，可處于熱平衡狀態(tài)，可用同溫度來描述。在低溫度下，三者間的能量交換較慢，不能很快建立熱平衡，故應(yīng)區(qū)分與不同運動相的溫度。與核自旋運動相的溫度稱為核自旋溫度。核熱去磁只能降低核自旋溫度。盡管核自旋溫度已降到50nK量，但晶格溫度可能仍為mK量。
