高 源，钱建强

(北京航空航天大学 a.高等理工学院;b.物理学院，北京 100191)

绝热条件下，磁性物质温度随着外加磁场强度改变而改变的现象称为磁热效应. 磁热效应制冷被认为是获得低温的主要手段之一，利用磁热效应制造的绝热退磁制冷机[1]可以将温度降低到50 mK. 大部分地表实验仪器采用3He-4He稀释制冷，但该方法存在极低温制冷时液氦的损耗和对重力的依赖等问题. 在太空环境中航天器处于失重状态，稀释制冷机无法正常工作，因此在航天应用方面多采用以顺磁盐为工作介质的绝热退磁制冷机. 绝热退磁制冷机利用顺磁盐在零场处的相变进行制冷，时至今日，顺磁盐的磁热效应依然是获取低温的主流手段之一. 随着对量子磁性认识的深入，人们发现关联量子材料在有限场处的量子相变也会产生类似的磁热或逆磁热效应. 由于该实验存在安全性低、成本高等问题，因此学生较难接触到低温环境. 为了激发学生对磁热效应的兴趣，使其了解更多相关知识，本文通过解析计算和张量网络重正化群算法，对3种材料的低温热力学性质进行计算，结合疫情期间线上教学所采用的仿真实验技术[2-3]，建立了磁热效应测量仿真平台.

1 仿真平台的原理

利用磁热效应建立的绝热退磁制冷机的理想工作流程如图1所示，图中彩色曲线为硫酸铁铵在不同磁场下的熵曲线，对应的磁场值标记在曲线旁，图中黑色线为1次完整制冷循环，具体流程如下: