Što je Josephsonov efekt i gdje se primjenjuje

Pozdrav dragi pretplatnici i gosti mog kanala! Nastavljamo proučavati čudesni svijet fizike, a danas želim razgovarati o Josephsonovom efektu, kao i na kojim se područjima on (efekt) aktivno koristi. Pa krenimo.

Bit Josephsonovog efekta

Prema Josephsonovom učinku, električna struja može dobro proći kroz ultratanku izolacijsku ploču koja se nalazi između supravodiča. Štoviše, par takvih kontakata može izmjeriti intenzitet magnetskog polja s izuzetno velikom točnošću.

Učinak otvaranja

Dakle, ako uzmemo u obzir teoriju supravodljivosti Bardeen-Cooper-Schrieffer, tada tamo možete pronaći objašnjenje iz kojeg razloga se pri ekstremno niskim temperaturama električni otpor nekih materijala smanjuje gotovo na nulu. Kao rezultat, struja u tako ohlađenim tvarima može se dugo kretati bez gubitaka.

Ovaj se mehanizam temelji na Cooperovom uparivanju elektrona, prema kojem upareni elektroni, čija su leđa usmjerena jedna nasuprot drugoj, prestaju osjećati barem bilo kakav otpor vodljive Srijeda.

Godine 1962. g. preddiplomski Brian Josephson došao je na ideju:

"Ako uzmete dva supravodiča i povežete ih kroz dielektrični sloj debeo samo nekoliko atoma, tada će takav" sendvič "pokazivati ​​svojstva jednog sustava."

A prema njegovoj teoriji, prema načelima kvantne mehanike, Cooperovi će parovi lako proći kroz barijeru napravljenu od dielektrika čak i bez vanjskog izvora napona.

Teorija o prisutnosti ove vrste struje naknadno je potvrđena eksperimentalno, a potom se taj efekt počeo nazivati stacionarni Josephsonov efekt.

Ali kada se na supravodnike primijeni konstantni napon, prema kvantnoj mehanici, Cooper parovi elektrona krenut će kroz prijelaz, prvo u jednom smjeru, a zatim u suprotno.

Kao rezultat takvih kretanja stvara se izmjenična struja čija će se frekvencija povećavati povećanjem napona primijenjenog na supravodiče.

Isti je učinak postao poznat kao nestacionarni Josephsonov efekt. A budući da se frekvencija uspješno mjeri s vrlo velikom točnošću, ovaj je učinak pronašao primjenu za visoko preciznu kalibraciju napona.

Gdje se koristi ovaj efekt?

Josephsonov efekt našao je aktivnu uporabu u posebnom uređaju nazvanom superprovodljivi kvantni interferometar (na drugi način se naziva i SQUID - Superprovodljivi uređaj za kvantne smetnje).

Koji je strukturno supravodljivi krug s dva Josephsonova spoja.

U tom se slučaju, ovisno o vanjskom elektromagnetskom polju, struja u krugu uređaja mijenja od pune nule (kada struje koje teku iz dva prijelazi se međusobno uništavaju) do određene maksimalne vrijednosti (struje iz dva prijelaza teku u istom smjeru i tako zbrojiti).

Ovaj je uređaj najprecizniji uređaj za razdvajanje koji je danas dostupan za određivanje parametara magnetskih polja. Koristi se u instrumentima za bilježenje potresa, medicinskim uređajima itd.

Zaključak

Ovo je tako nevjerojatan i izuzetno koristan Josephsonov efekt. Je li vam se svidio materijal? Tada se svakako svidite i pretplatite. U komentare napišite i ono što biste željeli saznati više iz sljedećih publikacija.

Ići moja web stranica, ima i mnogo zanimljivih stvari.