Kas ir Džozefsona efekts un kur tas tiek piemērots
Sveiki, dārgie mana kanāla abonenti un viesi! Mēs turpinām pētīt apbrīnojamo fizikas pasauli, un šodien es vēlos runāt par Džozefsona efektu, kā arī par to, kādās jomās tas (efekts) tiek aktīvi izmantots. Tātad sāksim.
Džozefsona efekta būtība
Saskaņā ar Džozefsona efektu elektriskā strāva var labi iziet cauri ultraplānai izolatora plāksnei, kas atrodas starp supravadītājiem. Turklāt šādu kontaktu pāris spēj ar ļoti augstu precizitāti izmērīt magnētiskā lauka intensitāti.
Atklāšanas efekts
Tātad, ja mēs ņemam vērā supravadītspējas teoriju Bardīns-Kūpers-Šīferers, tad tur jūs varat atrast paskaidrojumu, kāpēc ļoti zemā temperatūrā dažu materiālu elektriskā pretestība samazinās gandrīz līdz nullei. Tā rezultātā strāva šādās atdzesētās vielās ilgstoši spēj pārvietoties bez zaudējumiem.
Šis mehānisms ir balstīts uz Kūpera elektronu savienošanu, saskaņā ar kuru sapārotie elektroni, kuru muguras ir vērstas pretēji viena otrai, pārstāj izjust vismaz jebkādu pretestību no vadošā Trešdiena.
1962. gadā g. studentam Braienam Džozefsonam radās ideja:
"Ja jūs ņemat divus supravadītājus un savienojat tos caur dielektrisko slāni, kas ir tikai pāris atomu biezs, tad šāda" sviestmaize "parādīs vienas sistēmas īpašības."
Un saskaņā ar viņa teoriju, saskaņā ar kvantu mehānikas principiem, Kūpera pāri viegli iziet cauri barjerai no dielektrikas pat bez ārēja sprieguma avota.
Teorija par šāda veida strāvas klātbūtni vēlāk tika apstiprināta eksperimentāli, un pēc tam šādu efektu sāka saukt stacionārs Džozefsona efekts.
Bet, kad supravadītājiem tiek piemērots nemainīgs spriegums, saskaņā ar kvantu mehāniku, Kūpera elektronu pāri šķērsos pāreju, vispirms vienā virzienā un pēc tam iekšā pretējs.
Šādu kustību rezultātā rodas maiņstrāva, kuras biežums palielināsies, palielinoties supravadītājiem uzliktajam spriegumam.
Šis pats efekts kļuva pazīstams kā nestacionārs Džozefsona efekts. Tā kā frekvence tiek veiksmīgi izmērīta ar ļoti augstu precizitāti, šis efekts ir atradis pielietojumu augstas precizitātes sprieguma kalibrēšanai.
Kur tiek izmantots šis efekts?
Džozefsona efekts bija aktīvs lietojums īpašā ierīcē, ko sauc par supravadītspējīgu kvantu interferometru (citā veidā to sauc arī par SQUID - supravadoša kvantu traucējumu ierīce).
Kas strukturāli ir supravadītsavienojums ar diviem Džozefsona mezgliem.
Šajā gadījumā atkarībā no ārējā elektromagnētiskā lauka strāva ierīces ķēdē mainās no pilnas nulles (kad strāvas, kas plūst no divām pārejas tiek atceltas) līdz noteiktai maksimālajai vērtībai (strāvas no divām pārejām plūst vienā virzienā un tādējādi saskaitīt).
Šī ierīce ir visprecīzākā šodien pieejamā šķiršanās ierīce magnētisko lauku parametru noteikšanai. Izmanto zemestrīču reģistrācijas instrumentos, medicīnas ierīcēs utt.
Secinājums
Tas ir tik pārsteidzošs un ārkārtīgi noderīgs Džozefsona efekts. Vai jums patika materiāls? Tad pārliecinieties, ka jums patīk un abonējat. Komentāros uzrakstiet arī to, ko vēlaties uzzināt vairāk no šīm publikācijām.
Aiziet mana vietne, ir arī daudzas interesantas lietas.