¿Qué es el efecto Josephson y dónde se aplica?
¡Hola queridos suscriptores e invitados de mi canal! Seguimos estudiando el maravilloso mundo de la Física, y hoy quiero hablar sobre el Efecto Josephson, así como en qué áreas (el efecto) se usa activamente. Entonces empecemos.
La esencia del efecto Josephson
Según el efecto Josephson, la corriente eléctrica puede pasar a través de la placa aislante ultrafina, que se encuentra entre los superconductores. Además, un par de tales contactos es capaz de medir la intensidad del campo magnético con una precisión extremadamente alta.
Efecto de apertura
Entonces, si consideramos la teoría de la superconductividad Bardeen-Cooper-Schrieffer, luego allí se puede encontrar una explicación de por qué, a temperaturas extremadamente bajas, la resistencia eléctrica de algunos materiales disminuye casi a cero. Como resultado, la corriente en tales sustancias enfriadas puede moverse sin pérdidas durante mucho tiempo.
Este mecanismo se basa en el emparejamiento de electrones de Cooper, según el cual los electrones emparejados, cuyas espaldas están orientadas una frente a la otra, dejan de sentir al menos cualquier resistencia de los conductores Miércoles.
En 1962 g. Brian Josephson, estudiante de pregrado, tuvo una idea:
"Si toma dos superconductores y los conecta a través de una capa dieléctrica de solo un par de átomos de espesor, entonces ese" sándwich "exhibirá las propiedades de un solo sistema".
Y de acuerdo con su teoría, de acuerdo con los principios de la mecánica cuántica, los pares de Cooper pasarán fácilmente a través de la barrera hecha de un dieléctrico incluso sin una fuente de voltaje externa.
La teoría de la presencia de este tipo de corriente fue posteriormente confirmada experimentalmente, y posteriormente tal efecto comenzó a denominarse Efecto Josephson estacionario.
Pero cuando se aplica un voltaje constante a los superconductores, de acuerdo con la mecánica cuántica, Los pares de electrones de Cooper atravesarán la transición, primero en una dirección y luego en lo contrario.
Como resultado de tales movimientos, se genera una corriente alterna, cuya frecuencia aumentará a medida que aumenta el voltaje aplicado a los superconductores.
Este mismo efecto se conoció como efecto Josephson no estacionario. Y dado que la frecuencia se mide con éxito con una precisión muy alta, este efecto ha encontrado aplicación para la calibración de voltaje de alta precisión.
¿Dónde se usa este efecto?
El efecto Josephson ha encontrado un uso activo en un dispositivo especial llamado interferómetro cuántico superconductor (de lo contrario, también se llama SQUID - Dispositivo superconductor de interferencia cuántica).
Que estructuralmente es un circuito superconductor con dos uniones Josephson.
En este caso, dependiendo del campo electromagnético externo, la corriente en el circuito del dispositivo cambia de cero completo (cuando las corrientes que fluyen de dos transiciones se destruyen mutuamente) a un cierto valor máximo (las corrientes de dos transiciones fluyen en la misma dirección y, por lo tanto, agregar).
Este dispositivo es el dispositivo de separación más preciso disponible en la actualidad para determinar los parámetros de los campos magnéticos. Se utiliza en instrumentos de registro de terremotos, dispositivos médicos, etc.
Conclusión
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