Hvad er Josephson -effekten?

Josephson -effekten er passagen af parrede elektroner gennem en tynd, isolerende dielektrisk barriere placeret mellem to superledere.Et cooperpar af elektroner passerer gennem det isolerende lag via en tunnelingseffekt.Der er ingen spændingsfald, mens strømmen forbliver under et specifikt niveau, der er kendt som den kritiske strøm.Under konstante, kan positive spændinger, skiftende strømme såvel som direkte strømme fra passagen af elektroner.Effekten blev forudsagt af teori i de tidlige 1960'ere af Brian D. Josephson, og bruges til at tage målinger af meget lave temperaturer og i Josephson Junction Circuits, der hurtigt kan skifte signaler til at gemme data.

Elektroner passerer gennem en isolerende film, der erMikroskopisk tynd.Josephson -effekten kan kontrolleres ved at anvende et magnetfelt, der reducerer styrken af en superstrøm over barrieren.Magnetiske felter er blokeret for at komme ind i det indre af Josephson -krydset med fraktionerede hvirvler.Nuværende styrke stiger og falder på forskellige punkter, mens feltstyrken intensiveres, hvilket gør det muligt at kontrollere signalpassage og skifte.Resultater i produktionen af små mængder lys i stedet for varme.Josephson -effekten kan også anvendes til radioelektronik, der bruges under ekstremt kolde forhold, fordi et Josephson -kryds kan fungere som en elektromagnetisk oscillationssensor.Kredsløb baseret på dette kryds kan også gemme data og kan fremstilles i trange rum, fordi de er så effektive, så brug i computere er muligt.

Josephson -effekten forekommer ved meget lave temperaturer og er mest effektiv ved temperaturer tæt på nulgrader kelvin (ca. -460 deg: f).Systemer, der bruger denne effekt, kan løst forbindes til at måle magnetiske felter.De kan også generere lave niveauer af effekt som en del af generatorer, der kan designes til at blive skiftet over mange frekvenser.Hvordan Josephson -effekten bruges afhænger af en ingeniørs viden om kvantefysik, og den måles ved hjælp af en række komplekse matematiske formler.

Instrumenter, der indeholder Josephson -kryds, bruger Josephson -effekten til at foretage præcise dimensionelle målinger, forstærke elektromagnetiske signaler ogKør hurtige computere.En Josephson Tunnel Junction switches signaler hurtigere end nogen anden halvlederkontakt.Et sådant system kan fungere ved jævnstrøm eller mikrobølgefrekvenser, så superledere kan bruges i mange forskellige metrologier og computerapplikationer.