Qual é o efeito Josephson e onde ele é aplicado

Olá queridos inscritos e convidados do meu canal! Continuamos a estudar o incrível mundo da Física e hoje quero falar sobre o Efeito Josephson, bem como em que áreas ele (o efeito) é usado ativamente. Então vamos começar.

A essência do efeito Josephson

De acordo com o efeito Josephson, a corrente elétrica pode passar pela placa isolante ultrafina, que fica localizada entre os supercondutores. Além disso, um par de tais contatos é capaz de medir a intensidade do campo magnético com uma precisão extremamente alta.

Efeito de abertura

Então, se considerarmos a teoria da supercondutividade Bardeen-Cooper-Schrieffer, aí você encontrará uma explicação por que, em temperaturas extremamente baixas, a resistência elétrica de alguns materiais cai quase a zero. Como resultado, a corrente nessas substâncias resfriadas é capaz de se mover sem perdas por um longo tempo.

Este mecanismo é baseado no emparelhamento de elétrons de Cooper, de acordo com o qual os elétrons emparelhados, cujas costas estão voltadas uma para a outra, deixam de sentir pelo menos qualquer resistência do condutor Quarta-feira.

Em 1962 g. o estudante de graduação Brian Josephson teve uma ideia:

"Se você pegar dois supercondutores e conectá-los por meio de uma camada dielétrica de apenas alguns átomos de espessura, esse" sanduíche "exibirá as propriedades de um único sistema."

E de acordo com sua teoria, de acordo com os princípios da mecânica quântica, os pares de Cooper passarão facilmente pela barreira de um dielétrico, mesmo sem uma fonte de tensão externa.

A teoria da presença deste tipo de corrente foi posteriormente confirmada experimentalmente, e posteriormente tal efeito passou a ser denominado Efeito Josephson estacionário.

Mas quando uma voltagem constante é aplicada a supercondutores, de acordo com a mecânica quântica, Pares de elétrons de Cooper percorrerão a transição, primeiro em uma direção e depois em o oposto.

Como resultado de tais movimentos, uma corrente alternada é gerada, a frequência da qual aumentará à medida que a tensão aplicada aos supercondutores aumenta.

Este mesmo efeito ficou conhecido como efeito Josephson não estacionário. E uma vez que a frequência é medida com sucesso com uma precisão muito alta, esse efeito encontrou aplicação para calibração de tensão de alta precisão.

Onde esse efeito é usado?

O efeito Josephson encontrou uso ativo em um dispositivo especial chamado de interferômetro quântico supercondutor (de outra forma, também é chamado SQUID - Dispositivo Supercondutor de Interferência Quântica).

Que estruturalmente é um circuito supercondutor com duas junções Josephson.

Neste caso, dependendo do campo eletromagnético externo, a corrente no circuito do dispositivo muda de zero (quando as correntes fluem de dois transições se destroem mutuamente) para um certo valor máximo (as correntes de duas transições fluem na mesma direção e, portanto, adicionar).

Este dispositivo é o instrumento mais preciso disponível hoje para determinar os parâmetros de campos magnéticos. Usado em instrumentos de registro de terremotos, dispositivos médicos, etc.

Conclusão

Este é um efeito Josephson incrível e extremamente útil. Você gostou do material? Então certifique-se de curtir e se inscrever. Escreva também nos comentários sobre o que você gostaria de aprender mais nas publicações a seguir.

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