Quelle valeur est la plus proche de la puissance minimale exigée par la limite de Carnot pour extraire 1 µW de chaleur d'un étage à 10 mK et la rejeter à 300 K ?

Réponse : B. Environ 30 mW

Pour un réfrigérateur de Carnot, la puissance nécessaire vaut W = Q × (T_H − T_C)/T_C = 1 µW × (300 − 0,01)/0,01 ≈ 30 mW. Le même 1 µW à un étage de 4 K ne demanderait qu'environ 74 µW : évacuer la chaleur devient donc beaucoup plus coûteux aux étages les plus froids. La puissance frigorifique de l'étage le plus froid d'un réfrigérateur à dilution réel est de l'ordre d'un peu plus de dix à quelques dizaines de µW vers 20 mK, bien inférieure à celle de l'étage de 4 K (environ 1 W) : la chaleur qui arrive par le câblage et celle que produisent les circuits sont donc traitées à l'étage le plus chaud possible. Pour la même raison, les circuits de commande placés à température cryogénique sont surtout installés à un étage d'environ 4 K.