ジョセフソン効果とは何ですか？

ジョセフソン効果は、2つの超伝導体の間に配置された薄い絶縁誘電体障壁をペア電子が通過することです。 クーパー電子のペアは、トンネル効果を介して絶縁層を通過します。 電流が特定のレベル（臨界電流）を下回っている間、電圧降下はありません。 一定の正の電圧の下で、交流と電子の通過による直流が維持されます。 この効果は1960年代初期にブライアンD.ジョセフソンによって理論によって予測され、非常に低い温度の測定に使用され、データを保存するために信号を迅速に切り替えることができるジョセフソン接合回路で使用されます。

電子は微視的に薄い絶縁膜を通過します。 ジョセフソン効果は、障壁を横切る超電流の強度を低下させる磁場を印加することにより制御できます。 磁場は、分数渦によってジョセフソン接合の内部に入ることを妨げられます。 電界強度が強化されている間、電流強度はさまざまなポイントで上下し、信号の通過と切り替えを制御できます。

超伝導体が直流にさらされると、電磁波が放出されるときに電子対が障壁を通過し、熱ではなく少量の光が生成されます。 ジョセフソン接合は電磁振動センサーのように機能するため、ジョセフソン効果は極寒の条件で使用される無線電子機器にも適用できます。 このジャンクションに基づく回路もデータを保存でき、非常に効率的であるため狭いスペースに製造できるため、コンピューターでの使用が可能です。

ジョセフソン効果は非常に低い温度で発生し、ケルビン0度（約-460°：F）に近い温度で最も効率的です。 この効果を使用するシステムは、磁場を測定するために緩やかに接続できます。 また、多くの周波数で切り替えられるように設計できる発電機の一部として、低レベルの電力を生成できます。 ジョセフソン効果の使用方法は、量子物理学の技術者の知識に依存し、さまざまな複雑な数式を使用して測定されます。

ジョセフソン接合を組み込んだ機器は、ジョセフソン効果を使用して、正確な寸法測定を行い、電磁信号を増幅し、高速コンピューターを駆動します。 ジョセフソントンネル接合は、他の半導体スイッチよりも高速に信号を切り替えます。 このようなシステムは、直流またはマイクロ波の周波数で動作できるため、超伝導体は多くの異なる計測および計算アプリケーションで使用できます。