Jaki jest efekt Josephson?

Efektem Josephsona jest przejście sparowanych elektronów przez cienką, izolacyjną barierę dielektryczną umieszczoną między dwoma nadprzewodnikami. Cooper para elektronów przechodzi przez warstwę izolacyjną poprzez efekt tunelowania. Nie ma spadku napięcia, podczas gdy prąd pozostaje poniżej określonego poziomu, który jest znany jako prąd krytyczny. Zgodnie z stałymi napięciami dodatnimi utrzymywane są prądy naprzemienne, a także prądy bezpośrednie z przejścia elektronów. Efekt został przewidziany przez teorię na początku lat 60. XX wieku przez Briana D. Josephsona i jest wykorzystywany do wykonywania pomiarów bardzo niskich temperatur oraz w obwodach skrzyżowania Josephsona, które mogą szybko przełączać sygnały do ​​przechowywania danych.

elektrony przechodzą przez folię izolującą, która jest mikroskopowo cienka. Efekt Josephsona można kontrolować, stosując pole magnetyczne, które zmniejsza wytrzymałość superprądu na barierę. Pola magnetyczne są blokowane przed wejściem do wnętrza skrzyżowania Josephsona przez frakcjonalną wiręS. Wytrzymałość prądu wzrasta w różnych punktach, gdy siła pola jest nasilana, umożliwiając kontrolowanie przepływu sygnału i przełączania.

Gdy nadprzewodnicy są narażone na prąd stały, pary elektronów są przepuszczane przez barierę w miarę uwalniania fal elektromagnetycznych, co powoduje wytwarzanie małych ilości światła zamiast ciepła. Efekt Josephsona można również zastosować do elektroniki radiowej stosowanej w bardzo zimnych warunkach, ponieważ połączenie Josephsona może działać jak czujnik oscylacji elektromagnetycznej. Obwody oparte na tym połączeniu mogą również przechowywać dane i mogą być wytwarzane w ciasne przestrzenie, ponieważ są one tak wydajne, więc możliwe jest wykorzystanie w komputerach.

Efekt Josephsona występuje w bardzo niskich temperaturach i jest najbardziej wydajny w temperaturach zbliżonych do zerowego stopnia Kelvina (około -460 i deg: F). Systemy, które używają tego efektu, mogą być luźnopodłączony do pomiaru pól magnetycznych. Mogą również generować niski poziom mocy jako część generatorów, które można zaprojektować tak, aby przełączać się na wiele częstotliwości. To, jak stosuje się efekt Josephsona, zależy od wiedzy inżyniera na temat fizyki kwantowej i jest mierzony za pomocą różnych złożonych formuł matematycznych.

Instrumenty zawierające połączenia Josephson używają efektu Josephsona do wykonania precyzyjnych pomiarów wymiarowych, wzmacniania sygnałów elektromagnetycznych i napędzania szybkich komputerów. Josephson Tunnel Junction przełącza sygnały szybciej niż jakikolwiek inny przełącznik półprzewodnikowy. Taki system może działać na częstotliwościach prądu stały