Josephson etkisi nedir ve nerede uygulanır

Merhaba sevgili abonelerim ve kanalımın konukları! Fizik'in harika dünyasını incelemeye devam ediyoruz ve bugün Josephson Etkisinin yanı sıra hangi alanlarda (etki) aktif olarak kullanıldığından bahsetmek istiyorum. Öyleyse başlayalım.

Josephson etkisinin özü

Josephson etkisine göre, elektrik akımı süperiletkenler arasında bulunan ultra ince izolatör plakasından kolaylıkla geçebilir. Ayrıca, bu tür bir çift kontak, manyetik alanın yoğunluğunu son derece yüksek bir doğrulukla ölçebilir.

Açılış etkisi

Öyleyse, süperiletkenlik teorisini düşünürsek Bardeen-Cooper-Schrieffer, o zaman orada, hangi nedenle, aşırı düşük sıcaklıklarda bazı malzemelerin elektrik direncinin neredeyse sıfıra düştüğüne dair bir açıklama bulabilirsiniz. Sonuç olarak, bu tür soğutulmuş maddelerdeki akım, uzun süre kayıpsız hareket edebilir.

Bu mekanizma, elektronların Cooper eşleşmesine dayanmaktadır. sırtları birbirine zıt yönlenmiş olanlar, iletkenlerden en azından herhangi bir direnç hissetmeyi bıraktılar. Çarşamba.

1962'de g. lisans öğrencisi Brian Josephson bir fikir ortaya attı:

"İki süper iletken alır ve onları yalnızca birkaç atom kalınlığındaki bir dielektrik katman yoluyla bağlarsanız, bu tür bir" sandviç "tek bir sistemin özelliklerini sergileyecektir."

Ve teorisine göre, kuantum mekaniğinin ilkelerine göre Cooper çiftleri, harici bir voltaj kaynağı olmadan bile bir dielektrik bariyerini kolayca geçecek.

Bu tür bir akımın varlığı teorisi daha sonra deneysel olarak doğrulandı ve daha sonra böyle bir etki çağrılmaya başlandı. sabit Josephson Etkisi.

Ancak kuantum mekaniğine göre süper iletkenlere sabit bir voltaj uygulandığında, Cooper elektron çiftleri geçiş boyunca önce bir yönde, sonra da tersi.

Bu tür hareketlerin bir sonucu olarak, süper iletkenlere uygulanan voltaj arttıkça frekansı artacak olan alternatif bir akım üretilir.

Aynı etki şu şekilde bilinir hale geldi: durağan olmayan Josephson etkisi. Ve frekans çok yüksek doğrulukta başarıyla ölçüldüğünden, bu etki yüksek hassasiyetli voltaj kalibrasyonu için uygulama alanı bulmuştur.

Bu etki nerede kullanılır?

Josephson etkisi, süper iletken kuantum interferometre adı verilen özel bir cihazda aktif kullanım buldu (başka bir şekilde de denir SQUID - Süperiletken Kuantum Girişim Cihazı).

Yapısal olarak iki Josephson bağlantısına sahip bir süper iletken devre.

Bu durumda, harici elektromanyetik alana bağlı olarak, cihaz devresindeki akım tam sıfırdan değişir (ikiden akan akımlar geçişler karşılıklı olarak yok edilir) belirli bir maksimum değere (iki geçişten gelen akımlar aynı yönde akar ve böylece ekleyin).

Bu cihaz, manyetik alanların parametrelerini belirlemek için günümüzde mevcut olan en doğru araçtır. Deprem kayıt aletlerinde, tıbbi cihazlarda vb. Kullanılır.

Sonuç

Bu çok şaşırtıcı ve son derece faydalı bir Josephson etkisidir. Malzemeyi beğendin mi? O halde beğendiğinizden ve abone olduğunuzdan emin olun. Ayrıca aşağıdaki yayınlardan daha fazla öğrenmek istediklerinizle ilgili yorumları da yazın.

Haydi benim sitemayrıca birçok ilginç şey var.