¿Cuál es el efecto Josephson?
El efecto Josephson es el paso de electrones emparejados a través de una barrera dieléctrica delgada y aislante colocada entre dos superconductores. Un par de electrones de Cooper pasa a través de la capa aislante a través de un efecto de túnel. No hay caída de voltaje, mientras que la corriente permanece por debajo de un nivel específico, que se conoce como la corriente crítica. Bajo voltajes constantes y positivos, se mantienen corrientes alternativas, así como corrientes directas del paso de electrones. El efecto fue predicho por la teoría a principios de la década de 1960 por Brian D. Josephson, y se utiliza para tomar medidas de temperaturas muy bajas y en los circuitos de unión de Josephson que pueden cambiar rápidamente las señales para almacenar datos.
Los electrones pasan a través de una película aislante que es microscópicamente delgada. El efecto Josephson se puede controlar aplicando un campo magnético que reduce la resistencia de una supercurrente a través de la barrera. Los campos magnéticos se bloquean para ingresar al interior de la unión de Josephson por vortice fraccionals. La resistencia actual aumenta y disminuye en diferentes puntos, mientras que la resistencia al campo se intensifica, lo que permite controlar el paso de la señal y el cambio.
Cuando los superconductores están expuestos a la corriente continua, los pares de electrones se pasan a través de una barrera a medida que se liberan ondas electromagnéticas, lo que resulta en la producción de pequeñas cantidades de luz en lugar de calor. El efecto Josephson también se puede aplicar a la electrónica de radio utilizada en condiciones extremadamente frías, porque una unión Josephson puede funcionar como un sensor de oscilación electromagnética. Los circuitos basados en esta unión también pueden almacenar datos, y pueden fabricarse en espacios estrechos porque son muy eficientes, por lo que es posible usar en las computadoras.
El efecto Josephson ocurre a temperaturas muy bajas, y es más eficiente a temperaturas cercanas a cero grados Kelvin (aproximadamente -460 y grados: f). Los sistemas que usan este efecto pueden ser librementeconectado a medir campos magnéticos. También pueden generar bajos niveles de potencia como parte de los generadores que pueden diseñarse para cambiar en muchas frecuencias. La forma en que se usa el efecto Josephson depende del conocimiento de un ingeniero sobre la física cuántica, y se mide mediante el uso de una variedad de fórmulas matemáticas complejas.
Los instrumentos que incorporan las uniones de Josephson usan el efecto Josephson para hacer mediciones dimensionales precisas, amplificar las señales electromagnéticas y conducir computadoras rápidas. Una unión de túnel Josephson cambia las señales más rápido que cualquier otro interruptor de semiconductores. Dicho sistema puede funcionar a frecuencias de corriente continua o microondas, por lo que los superconductores pueden usarse en muchas aplicaciones diferentes de metrología y computación.