اثر جوزفسون نوعی ابرجریان ( جریانی که تا ابد و بدون هیچ گونه ولتاژ اعمال شده ای جریان می یابد ) است که در دستگاه معروف به اتصال جوزفسون ( JJ ) ، جریان دارد. این دستگاه از دو یا چند ابررسانا با یک پیوند ضعیف تشکیل شده است. پیوند ضعیف می تواند از یک مانع عایق نازک ( معروف به اتصالات ابررسانا - عایق - ابررسانا یا SIS ) ، یک برش نازک از فلز غیر ابررسانا ( SNS ) یا یک محدودیت فیزیکی باشد که باعث می شود ابررسانایی در نقطه تماس تضعیف شود.
اثر جوزفسون نمونه ای از پدیده های کوانتومی ماکروسکوپی است. این اثر به افتخار نام فیزیکدان انگلیسی برایان دیوید جوزفسون که در سال ۱۹۶۲ روابط ریاضی را برای جریان و ولتاژ موجود در پیوند ضعیف پیش بینی کرد نام گذاری شده است. [ ۱] [ ۲] اثر جوزفسون نوع DC در آزمایشات قبل از ۱۹۶۲ دیده شده بود، [ ۳] اما به نواقص موجود در مانع عایق نسبت داده شده بود که ضخامت بسیار کمی داشت و موجب اتصال ابررساناها می شد . اولین مقاله برای ادعای کشف اثر جوزفسون و انجام آزمایش های آزمایشگاهی لازم ، مقاله فیلیپ اندرسون و جان روول بود. [ ۴]
قبل از پیش بینی جوزفسون ، فقط معلوم بود که الکترونهای عادی ( یعنی غیر ابررسانایی ) با استفاده از تونل کوانتومی می توانند از مانع عایق عبور کنند . جوزفسون اولین کسی بود که تونل زدن جفت های ابررسانایی کوپر را پیش بینی کرد. برای این کار ، جوزفسون در سال ۱۹۷۳ جایزه نوبل فیزیک را دریافت نمود. [ ۵] اتصالات جوزفسون کاربردهای مهمی در مدارهای مکانیکی کوانتومی ، مانند SQUIDs , کیوبیت های ابررسانایی و الکترونیک دیجیتال RSFQ دارد. استاندارد NIST برای یک ولت با آرایه ای از ۲۰۲۰۸ عدد اتصال جوزفسون به صورت سری به دست می آید . [ ۶]
معادلات اساسی حاکم بر اثر جوزفسون در حالت دینامیک: [ ۷]
جایی که U ( t ) و I ( t ) ولتاژ عبوری و جریان از طریق اتصال جوزفسون هستند ، φ ( t ) "اختلاف فاز" در طول محل اتصال است ( به عنوان مثال ، اختلاف در فاکتور فاز ، یا معادل آن ، آرگمان بین پارامتر مرتبه پیچیده گینزبورگ - لاندائو از دو ابررسانای تشکیل دهنده محل اتصال ) ، و I c یک ثابت است که "جریان بحرانی" محل اتصال می باشد. جریان بحرانی یک پارامتر مهم پدیدارشناختی دستگاه است که می تواند تحت تأثیر دما و همچنین یک میدان مغناطیسی اعمال شده قرار گیرد. ثابت فیزیکی h 2 e کوانتوم شار مغناطیسی Φ 0 است که معکوس آن ثابت جوزفسون نام دارد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفاثر جوزفسون نمونه ای از پدیده های کوانتومی ماکروسکوپی است. این اثر به افتخار نام فیزیکدان انگلیسی برایان دیوید جوزفسون که در سال ۱۹۶۲ روابط ریاضی را برای جریان و ولتاژ موجود در پیوند ضعیف پیش بینی کرد نام گذاری شده است. [ ۱] [ ۲] اثر جوزفسون نوع DC در آزمایشات قبل از ۱۹۶۲ دیده شده بود، [ ۳] اما به نواقص موجود در مانع عایق نسبت داده شده بود که ضخامت بسیار کمی داشت و موجب اتصال ابررساناها می شد . اولین مقاله برای ادعای کشف اثر جوزفسون و انجام آزمایش های آزمایشگاهی لازم ، مقاله فیلیپ اندرسون و جان روول بود. [ ۴]
قبل از پیش بینی جوزفسون ، فقط معلوم بود که الکترونهای عادی ( یعنی غیر ابررسانایی ) با استفاده از تونل کوانتومی می توانند از مانع عایق عبور کنند . جوزفسون اولین کسی بود که تونل زدن جفت های ابررسانایی کوپر را پیش بینی کرد. برای این کار ، جوزفسون در سال ۱۹۷۳ جایزه نوبل فیزیک را دریافت نمود. [ ۵] اتصالات جوزفسون کاربردهای مهمی در مدارهای مکانیکی کوانتومی ، مانند SQUIDs , کیوبیت های ابررسانایی و الکترونیک دیجیتال RSFQ دارد. استاندارد NIST برای یک ولت با آرایه ای از ۲۰۲۰۸ عدد اتصال جوزفسون به صورت سری به دست می آید . [ ۶]
معادلات اساسی حاکم بر اثر جوزفسون در حالت دینامیک: [ ۷]
جایی که U ( t ) و I ( t ) ولتاژ عبوری و جریان از طریق اتصال جوزفسون هستند ، φ ( t ) "اختلاف فاز" در طول محل اتصال است ( به عنوان مثال ، اختلاف در فاکتور فاز ، یا معادل آن ، آرگمان بین پارامتر مرتبه پیچیده گینزبورگ - لاندائو از دو ابررسانای تشکیل دهنده محل اتصال ) ، و I c یک ثابت است که "جریان بحرانی" محل اتصال می باشد. جریان بحرانی یک پارامتر مهم پدیدارشناختی دستگاه است که می تواند تحت تأثیر دما و همچنین یک میدان مغناطیسی اعمال شده قرار گیرد. ثابت فیزیکی h 2 e کوانتوم شار مغناطیسی Φ 0 است که معکوس آن ثابت جوزفسون نام دارد.
wiki: اثر جوزفسون