Mis on Josephsoni efekt ja kus seda rakendatakse
Tere, kallid minu kanali tellijad ja külalised! Jätkame füüsika hämmastava maailma uurimist ja täna tahan rääkida Josephsoni efektist ning ka sellest, millistes valdkondades seda (efekti) aktiivselt kasutatakse. Nii et alustame.
Josephsoni efekti olemus
Josephsoni efekti kohaselt võib elektrivool hästi läbida ülijuhtmete vahel asuva ülipeene isolaatorplaadi. Pealegi on selliste kontaktide paar võimeline mõõtma magnetvälja intensiivsust ülitäpselt.
Avaefekt
Niisiis, kui võtta arvesse ülijuhtivuse teooriat Bardeen-Cooper-Schrieffer, siis leiate sealt selgituse, mis põhjusel ülimadalatel temperatuuridel mõnede materjalide elektritakistus väheneb peaaegu nullini. Selle tulemusena suudab sellistes jahutatud ainetes olev vool pikka aega ilma kadudeta liikuda.
See mehhanism põhineb Cooperi elektronide paaristamisel, mille kohaselt paaritatud elektronid, kelle seljad on suunatud üksteise vastas, lakkavad tundmast vähemalt igasugust juhtiva vastupanu Kolmapäev.
Aastal 1962 g. üliõpilane Brian Josephson tuli ideega:
"Kui võtta kaks ülijuhti ja ühendada need läbi ainult paari aatomipaksuse dielektrilise kihi, siis näitab selline" võileib "ühe süsteemi omadusi."
Ja tema teooria kohaselt lähevad kvantmehaanika põhimõtete kohaselt Cooperi paarid hõlpsasti läbi dielektriku barjääri ka ilma välise pingeallikata.
Sellise voolu olemasolu teooria kinnitati hiljem eksperimentaalselt ja hiljem hakati seda mõju nimetama statsionaarne Josephsoni efekt.
Kuid kui ülijuhtidele rakendatakse pidevat pinget, siis kvantmehaanika kohaselt Cooperi elektronipaarid kihutavad läbi ülemineku algul ühes suunas ja seejärel sisse vastupidine.
Selliste liikumiste tagajärjel tekib vahelduvvool, mille sagedus suureneb ülijuhtidele rakendatava pinge suurenedes.
Sama efekt sai nimeks mittestatsionaarne Josephsoni efekt. Kuna sagedust mõõdetakse edukalt väga suure täpsusega, on see efekt leidnud rakenduse ülitäpse pinge kalibreerimiseks.
Kus seda efekti kasutatakse?
Josephsoni efekt leidis aktiivse kasutamise spetsiaalses seadmes, mida nimetatakse ülijuhtivaks kvantinterferomeetriks (muul viisil nimetatakse seda ka SQUID - ülijuhtiv kvantne häireseade).
Mis on ülesehituselt kahe Josephsoni ristmikuga ülijuhtiv vooluring.
Sel juhul, sõltuvalt välisest elektromagnetväljast, muutub seadme vooluahela vool täisnullist (kui kahest voolavad voolud) üleminekud tühistatakse) teatud maksimaalse väärtuseni (kahe ülemineku voolud voolavad samas suunas ja seega kokku liitma).
See seade on tänapäeval kõige täpsem eraldusvahend magnetväljade parameetrite määramiseks. Kasutatakse maavärinate registreerimise vahendites, meditsiiniseadmetes jne.
Järeldus
See on nii hämmastav ja äärmiselt kasulik Josephsoni efekt. Kas teile meeldis materjal? Siis kindlasti meeldige ja tellige. Kirjutage kommentaarides ka selle kohta, mida soovite järgmistest väljaannetest rohkem teada saada.
Ole nüüd minu sait, on ka palju huvitavaid asju.