Qu'est-ce que l'effet Josephson et où est-il appliqué

Bonjour chers abonnés et invités de ma chaîne! Nous continuons à étudier le monde étonnant de la physique et aujourd'hui je veux parler de l'effet Josephson, ainsi que dans quels domaines il (l'effet) est activement utilisé. Alors, commençons.

L'essence de l'effet Josephson

Selon l'effet Josephson, le courant électrique peut bien traverser la plaque isolante ultra-fine, située entre les supraconducteurs. De plus, une paire de tels contacts est capable de mesurer l'intensité du champ magnétique avec une précision extrêmement élevée.

Effet d'ouverture

Donc, si nous considérons la théorie de la supraconductivité Bardeen-Cooper-Schrieffer, alors vous pouvez trouver une explication pour quelle raison, à des températures extrêmement basses, la résistance électrique de certains matériaux diminue presque à zéro. En conséquence, le courant dans ces substances refroidies peut se déplacer sans pertes pendant une longue période.

Ce mécanisme est basé sur l'appariement des électrons de Cooper, selon lequel les électrons appariés, dont les dos sont dirigés à l'opposé l'un de l'autre, cessent de ressentir au moins toute résistance du conducteur Mercredi.

En 1962 g. Brian Josephson, étudiant de premier cycle, a eu une idée:

"Si vous prenez deux supraconducteurs et les connectez à travers une couche diélectrique de seulement quelques atomes d'épaisseur, alors un tel" sandwich "présentera les propriétés d'un seul système."

Et selon sa théorie, selon les principes de la mécanique quantique, les paires de Cooper passeront facilement la barrière faite d'un diélectrique même sans source de tension externe.

La théorie de la présence de ce type de courant a ensuite été confirmée expérimentalement, et par la suite cet effet a commencé à être appelé effet Josephson stationnaire.

Mais lorsqu'une tension constante est appliquée aux supraconducteurs, selon la mécanique quantique, Les paires d'électrons de Cooper traverseront la transition, d'abord dans une direction, puis dans L'opposé.

À la suite de tels mouvements, un courant alternatif est généré, dont la fréquence augmentera à mesure que la tension appliquée aux supraconducteurs augmente.

Le même effet est devenu connu sous le nom de effet Josephson non stationnaire. Et comme la fréquence est mesurée avec succès avec une très grande précision, cet effet a trouvé une application pour l'étalonnage de tension de haute précision.

Où cet effet est-il utilisé?

L'effet Josephson a trouvé une utilisation active dans un dispositif spécial appelé interféromètre quantique supraconducteur (sinon, il est également appelé SQUID - Dispositif d'interférence quantique supraconducteur).

Qui structurellement est un circuit supraconducteur avec deux jonctions Josephson.

Dans ce cas, en fonction du champ électromagnétique externe, le courant dans le circuit de l'appareil passe de zéro (lorsque les courants circulant de deux les transitions se détruisent mutuellement) à une certaine valeur maximale (les courants de deux transitions circulent dans la même direction et donc additionner).

Cet appareil est l'instrument le plus précis disponible aujourd'hui pour déterminer les paramètres des champs magnétiques. Utilisé dans les instruments d'enregistrement des tremblements de terre, les dispositifs médicaux, etc.

Conclusion

C'est un effet Josephson tellement étonnant et extrêmement utile. Avez-vous aimé le matériel? Alors assurez-vous d'aimer et de vous abonner. Écrivez également dans les commentaires ce que vous aimeriez en savoir plus sur les publications suivantes.

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