Kas yra Džozefsono efektas ir kur jis taikomas

Sveiki, mieli mano kanalo abonentai ir svečiai! Mes ir toliau tyrinėjame nuostabų fizikos pasaulį, o šiandien noriu pakalbėti apie Džozefsono efektą, taip pat apie tai, kokiose srityse jis (efektas) aktyviai naudojamas. Taigi pradėkime.

Džozefsono efekto esmė

Remiantis Josephsono efektu, elektros srovė gali praeiti pro ypač ploną izoliatoriaus plokštę, esančią tarp superlaidininkų. Be to, tokių kontaktų pora gali labai tiksliai išmatuoti magnetinio lauko intensyvumą.

Atidarymo efektas

Taigi, jei atsižvelgsime į superlaidumo teoriją Bardeen-Cooper-Schrieffer, tada ten galite rasti paaiškinimą, dėl kokios priežasties, esant labai žemai temperatūrai, kai kurių medžiagų elektrinė varža sumažėja beveik iki nulio. Todėl tokiose aušinamose medžiagose esanti srovė ilgą laiką gali judėti be nuostolių.

Šis mechanizmas pagrįstas Cooperio elektronų poravimu, pagal kurį suporuoti elektronai, kurių nugaros nukreiptos priešingai viena kitai, nustoja jausti bent kokį laidininko pasipriešinimą Trečiadienis.

1962 m. bakalauro studentas Brianas Josephsonas sugalvojo:

"Jei paimsite du superlaidininkus ir sujungsite juos tik per porą atomų storio dielektrinį sluoksnį, tada toks" sumuštinis "parodys vienos sistemos savybes."

Ir pagal jo teoriją, remiantis kvantinės mechanikos principais, Cooperio poros lengvai praeis pro barjerą, pagamintą iš dielektriko, net ir be išorinio įtampos šaltinio.

Vėliau tokio tipo srovės buvimo teorija buvo patvirtinta eksperimentiškai, o vėliau toks poveikis buvo pradėtas vadinti stacionarus Džozefsono efektas.

Bet kai superlaidininkams yra taikoma nuolatinė įtampa, remiantis kvantine mechanika, Kūperio elektronų poros eis per perėjimą pirmiausia viena kryptimi, o paskui į vidų priešingybė.

Dėl tokių judesių susidaro kintamoji srovė, kurios dažnis didės didėjant superlaidininkams įtampai.

Tas pats efektas tapo žinomas kaip nestacionarus Džozefsono efektas. Kadangi dažnis sėkmingai matuojamas labai dideliu tikslumu, šis efektas buvo pritaikytas aukšto tikslumo įtampos kalibravimui.

Kur naudojamas šis efektas?

Josephsono efektas buvo aktyviai naudojamas specialiame įrenginyje, vadinamame superlaidžiu kvantiniu interferometru (kitaip jis taip pat vadinamas SQUID - superlaidūs kvantiniai trukdžiai).

Kuris yra superlaidus grandynas su dviem Džozefsono sankryžomis.

Šiuo atveju, atsižvelgiant į išorinį elektromagnetinį lauką, srovė prietaiso grandinėje pasikeičia iš viso nulio (kai srovės teka iš dviejų perėjimai tarpusavyje sunaikina) iki tam tikros didžiausios vertės (srovės iš dviejų perėjimų teka ta pačia kryptimi ir taip Pridėti).

Šis prietaisas yra tiksliausias šiandien prieinamas atsiskyrimo įtaisas, skirtas nustatyti magnetinių laukų parametrus. Naudojamas žemės drebėjimo registravimo prietaisuose, medicinos prietaisuose ir kt.

Išvada

Tai toks nuostabus ir nepaprastai naudingas Džozefsono efektas. Ar jums patiko medžiaga? Tada būtinai patiks ir užsiprenumeruokite. Komentaruose taip pat parašykite, ko norėtumėte sužinoti daugiau iš šių leidinių.

Nagi mano svetainė, taip pat yra daug įdomių dalykų.