Квантование магнитного потока

При температурах ниже определенной, свойственной данному металлу или сплаву, так называемой критической температуре Ткр, он переходит в сверхпроводящее состояние, в котором электрические и магнитные свойства резко изменяются по сравнению с теми, которые металл (сплав) имеет при обычных температурах. Основными свойствами сверхпроводников является полное отсутствие электрического сопротивления постоянному току, неизменность со временем магнитного потока в сверхпроводящем кольце, эффект квантования магнитного потока, невозможность проникновения внешнего магнитного поля вглубь сверхпровод- [c.36]

Эффект квантования магнитного потока состоит в том, что заключенный внутри сверхпроводника (многосвязного) магнитный поток Ф может иметь только дискретные значения, кратные кванту магнитного потока Фо, т. е. Ф=/гФо . где я —нуль или целое число Фо=й/2в 2,07-10 Вб Н—постоянная Планка е —заряд электрона. [c.37]

Сам по себе эффект квантования магнитного потока из-за малости Фо практически может быть обнаружен на сверхпроводниках с очень малыми отверстиями (диаметр кольца около 0,01 мм). Но следствием этого являются эффекты в так называемых слабосвязанных сверхпроводниках. Если два проводника (в нормальном состоянии) разделены слоем изолятора (окисной пленкой одного из проводников толщиной 10 см), то из-за туннельного эффекта электроны переходят из одного металла в другой и между ними устанавливается равновесие,, а при приложении к ним разности потенциалов потечет электрический ток. Если туннельный контакт образуется между двумя сверхпроводниками, то возникают два явления, называемые эффектом Джозефсона. [c.37]

Квантование магнитного потока [c.305]

В середине 60-х годов был изобретен новый физический прибор, получивший название сквид. Его действие основано на использовании сугубо квантовых явлений, а именно эффекта Джозефсона и явления квантования магнитного потока в сверхпроводниках. Появление этого прибора в лабораториях открыло совершенно новые возможности для исследований, связанных с измерением очень слабых магнитных полей. (Приборы, использующие эффект Джозефсона, имеют и много других областей применения [1, 2].) Сквид, применяемый как магнитометр, резко расширил диапазон измеримых магнитных полей, так как порог его чувствительности на два-три порядка ниже по сравнению с лучшими магнитометрами других систем. Наряду с более высокой чувствительностью сквид обладает целым рядом других важных преимуществ. Он имеет очень небольшой размер, так что в ряде случаев его считают точечным. Сквидом можно измерять все три компоненты вектора магнитного поля (многие магнитометры определяют лишь абсолютную величину поля). Далее, это достаточно широкополосный прибор, обеспечивающий измерения в диапазоне от постоянного поля до переменных с частотой до нескольких мегагерц. И, наконец, сквид обладает уникальной линейностью зависимости выходного сигнала от внешнего магнитного поля, что позволяет с высокой точностью измерять изменения магнитных полей. Определенным недостатком сквида является лишь то, что он работает только при очень низких температурах, необходимых для реализации сверхпроводящего состояния. Обычно сквид помещается в дьюаровский сосуд с жидким гелием. Это обстоятельство заметно ограничивает, по крайней мере в настоящее время, область применения столь уникального прибора. [c.4]

Когерентные домены воды должны быть способны к коммуникации между собой за счет эффекта Джозефсона и чувствительными по отношению к отдельным квантам магнитного потока (2,0710 Вб). Квантование магнитного потока является фундаментальным свойством когерентности в магнитном поле. В пассивных физических системах необходимая когерентность и долговременное упорядочение достигается только в пределах абсолютной температуры. В лазерных и живых системах когерентность достигается за счет динамических процессов. Однако вода может быть когерентной в основном состоянии, в то время как лазер - в возбужденном состоянии. Если живая система способна ощущать кванты магнитного поля, то к ней применим и эффект Джозефсона, поскольку его основа заключается в квантовании магнитного потока. Примеры проявления данного эффекта в биосистемах представлены в работе [30]. [c.155]

Постоянная интегрирования пь (1.7) должна быть целочисленной 0 1 2,. .. Это можно установить, рассмотрев переход к массивному сверхпроводящему кольцу, чго соответствует резкому увеличению критического тока контакта. Задача о нахождении стационарных состояний такого кольца аналогична задаче квантования электронных орбит в атоме водорода. В результате магнитный поток внутри кольца может принимать только дискретные значения, кратные кванту магнитного потока =h 2e = = 2,07 10" Вб. Эта величина употреблена нами в формулировке нестационарного эффекта Джозефсона (1.2) и формуле (1.7). Из последней видно, чго имеется ряд состояний с нулевой разностью фаз на контакте, а значит, без тока через него. Эти состояния различаются числом квантов потока через кольце. В пределах же одного периода по связь между фазой и магнитным потоком однозначна. Явление это получило название макроскопической квантовой интерференции, хотя здесь и трудно провести наглядную параллель, например с более привычной интерференцией волн на поверхности воды. Название это связано с тем, что первые эксперименты с парой джозефсоновских контактов в сверхпроводящем кольце математически хорошо описывались в терминах интерференции волн от двух когерентных источников [9]. Оно и породило термин сквид для измеряющего магнитное поле прибора в виде сверхпроводящего кольца с одним или двумя джозефсоновскими переходами. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология