Jaký je efekt Josephson?
Efekt Josephsona je průchod párových elektronů přes tenkou izolační dielektrickou bariéru umístěnou mezi dvěma supravodiči. Cooper pár elektronů prochází izolační vrstvou pomocí tunelového efektu. Neexistuje žádný pokles napětí, zatímco proud zůstává pod konkrétní úrovní, která je známá jako kritický proud. Při konstantním, pozitivním napětí jsou udržovány střídavé proudy i přímé proudy z průchodu elektronů. Účinek byl předpovídán teorií na počátku šedesátých let Brianem D. Josephem a používá se k měření velmi nízkých teplot a v Josephson Junction Circuits, které mohou rychle přepínat signály pro ukládání dat.
Elektrony procházejí izolačním filmem, který je mikroskopicky tenký. Efekt Josephsona může být ovládán použitím magnetického pole, které snižuje sílu superkurru přes bariéru. Magnetická pole jsou blokována v vstupu do interiéru křižovatky Josephson frakční vírous. Aktuální síla stoupá a padá v různých bodech, zatímco síla pole je zesílena, což umožňuje ovládat průchod a přepínání signálu.
Když jsou supravodiče vystaveny přímému proudu, procházejí páry elektronů bariérou, protože se uvolňují elektromagnetické vlny, což má za následek produkci malého množství světla místo tepla. Efekt Josephsona může být také aplikován na rádiovou elektroniku používanou v extrémně chladných podmínkách, protože křižovatka Josephson může fungovat jako elektromagnetický senzor oscilace. Obvody založené na této křižovatce mohou také ukládat data a lze je vyrobit do těsných prostorů, protože jsou tak efektivní, takže je možné použít v počítačích.
Efekt Josephsona se vyskytuje při velmi nízkých teplotách a je nejúčinnější při teplotách blízko nulového stupně Kelvin (asi -460 a deg: f). Systémy, které tento efekt používajípřipojeno k měření magnetických polí. Mohou také generovat nízké úrovně energie jako součást generátorů, které mohou být navrženy tak, aby byly přepnuty přes mnoho frekvencí. Jak se používá efekt Josephsona, závisí na znalosti inženýra o kvantové fyzice a měří se pomocí různých složitých matematických vzorců.
Instrumenty, které začleňují Josephsonovy křižovatky, používají Josephson efekt k provedení přesných rozměrových měření, zesílení elektromagnetických signálů a řídí rychlé počítače. Přepínače josephson tunel přepíná signalizuje rychleji než jakýkoli jiný polovodičový přepínač. Takový systém může pracovat na přímém proudu nebo mikrovlnných frekvencích, takže supravodiče lze použít v mnoha různých metrologických a výpočetních aplikacích.