Джозефсон эффекты

Wikipedia — ирекле энциклопедия проектыннан
Моңа күчү: навигация, эзләү
 Просмотр этого шаблона  Квант механикасы
\Delta x\cdot\Delta p_x \geqslant \frac{\hbar}{2}
Билгесезлек принцибы

Математик нигезләр
Шулай ук карагыз: Портал:Физика

Джозефсон эффекты (tat.lat. Djozefson effektı) - ике үтә үткәргечне бүлүче диэлектрикның нечкә катламы аша үтә үткәрүчән агым күренеше. Шушы агымы - Джозефсон агымы, ә тоташмасы - Джозефсон контакты дип исемләнә.

Ике үтә үткәргеч арасында диэлектрик урнаша, шушы нечкә диэлектрик аша агым - Джозефсон агымы.

Инглиз физигы Б. Джозефсон 1962 елда бу эффектны фаразлый, ә АКШ физиклары П. Андерсон һәм Дж. Роуэлл үзләренең тәҗрибәләрендә 1963 елда стационар эффектларын ачалар.

Күренеш тасвирламасы[үзгәртү]

Джозефсон тоташмасы. A һәм B - үтә үткәргечләр, C алар арасында зәгыйфь тоташма (диэлектрик я металл)
Вольт-Ампер (көчәнеш-агым) бәяләмәсе Джозефсон тоташмасында
Джозефсон тоташмасы медицинада. СКВИД ярдәмендә йөрәк үлчәве һәм дәвалавы

Джозефсон эффекты төп тигезләмәсе (Шрөдингер тигезләмәсеннән чыга):

U(t) = \frac{\hbar}{2 e} \frac{\partial \phi}{\partial t}
(үтә үткәрүчән фазаның үзгәреше тигезләмәсе)
\frac{}{} I(t) = I_c \sin (\phi (t))
(Джозефсон көчсез-бәйләнгән агымы-фазасы нисбәте)

биредә

U(t) - Джозефсон контакты буйлап көчәнеше
I(t) - Джозефсон контактында агым
\phi(t) Джозефсон контакты буйлап фазалар аермасы (дулкынча фунцияләрдә яки тәртип параметрының фазалары аермасы Гинзбург-Ландау теориясендә)
Ic контактның чик агымы (температурага һәм магнит кырына бәйле)
\frac{h}{2 e} магнит өермәсе кванты

Даими агымлы (стационар) Джозефсон эффекты[үзгәртү]

Тоташма аша агым чик агымына кечерәк үткәргәндә көчәнеш төшүе булмый (диэлектрик катламына карамастан). Үткәрүчән электроннар Туннель эффекты сәбәпле диэлектрик аша каршылыксыз үткәрелә.

Үтә үткәрүчән агым бәйләнгән электроннар - Купер пары ярдәмендә үткәрелә. Контакт көчәнеше үтә үткәрүчән ярыкка (Купер пары тәэсир энергиясе) тигез булса Джозефсон агымы гадәттәге туннель агымына тигез (иң зур).

Алмаш агымлы (стационарсыз) Джозефсон эффекты[үзгәртү]

Тоташма аша агым чик агымына зуррак караганда үткәргәндә көчәнеш төшүе хасил була, шушы очракта контакт электромагнит дулкыннарны нурландыра. Нурланыш ешлыгы:

~\omega = \frac{2eU}{\hbar},

биредә ~e — электрон коргысы,

~\hbarПланк даимие.

Эффект аңлатмасы: үтә үткәрүчән агым булдыручы Купер-парының электроннары контакт үткәргәндә өстәмә энергиясен ~2eU алалар, тын халәтенә кайтар өчен электроннар Купер-пары электромагнит энергия квантын ~\hbar\omega = 2eU нурландырырга тиеш.

Джозефсон эффекты кулланышы[үзгәртү]

Джозефсон эффекты ярдәмендә көчәнеш, электромагнит кырның бәяләмәләре зур төгәллек белән үлчәнеп була. Шуңа күрә хәтта баш мие электромагнит кыр үлчәнә. Джозефсон контакты төгәл ешлыкларны үлчи, шуңа күрә хәрби җайланмасында, ПРО-системасында (Ракеталар каршы саклавы), детекторларда (ракеталарны төбәү), кешенең зәгыйфь электромагнит кырны үлчәвендә кулланылып була.

  • СКВИД - зәгыйфь электромагнит кырны үлчәве
  • Метрология
  • Медицина
  • Бер электронлы транзистор
  • Астрономия, Астрофизика
  • Үтә үткәрүчән санаклар (кубит)

Моны да карагыз[үзгәртү]

Әдәбият[үзгәртү]

  • Гольданский В. И., Трахтенберг Л. И., Флёров В. Н. Туннельные явления в химической физике. М.: Наука, 1986. — 296 с.
  • Блохинцев Д. И., Основы квантовой механики, 4 изд., М., 1963;
  • Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). — Издание 3-е, переработанное и дополненное. — М.: Наука, 1974. — 752 с. — («Теоретическая физика», том III).
  • Лихарев К. К., Ульрих Б. Т. — Системы с джозефсоновскими контактами: основы теории. — М.: Изд-во МГУ, 1978. — 446 с.
  • Josephson, B. D., "Possible new effects in superconductive tunnelling," Physics Letters 1, 251 (1962) doi:10.1016/0031-9163(62)91369-0
  • Josephson, B. D. (1974). "The discovery of tunnelling supercurrents". Rev. Mod. Phys. 46 (2): 251–254. Bibcode:1974RvMP...46..251J. doi:10.1103/RevModPhys.46.251.
  • Josephson, Brian D. (December 12, 1973). "The Discovery of Tunneling Supercurrents (Nobel Lecture)".
  • Anderson, P W; Rowell, J M (1963). "Probable Observation of the Josephson Tunnel Effect". Phys. Rev. Letters 10: 230. Bibcode:1963PhRvL..10..230A. doi:10.1103/PhysRevLett.10.230.