Джозефсон эффекты

Джозефсон эффекты - ике үтә үткәргечне бүлүче диэлектрикның нечкә катламы аша үтә үткәрүчән агым күренеше. Шушы агымы - Джозефсон агымы, ә тоташмасы - Джозефсон контакты дип исемләнә.

Квант механикасы

$\Delta x\cdot \Delta p_{x}\geqslant {\frac {\hbar }{2}}$

Билгесезлек принцибы

Математик нигезләр

Нигез Классик механика · Планк даими зурлыгы · Интерференция · Гамильтониан (квант механикасы) Фундаменталь төшенчәләр Квант халәте · Дулкынча функция · Квант кушуы · Квант буталчылыгы · Катнаш халәт · Үлчәнеш · Билгесезлек · Паули мәсләге · Дуализм · Декогеренция · Эренфест теоремасы · Туннель эффекты· Джозефсон эффекты Тәҗрибәләр Дэвиссон — Джермер тәҗрибәсе · Поппер тәҗрибәсе · Штерн — Герлах тәҗрибәсе · Юнг тәҗрибәсе · Белл тигезсезлекләрен тикшерү · Фотоэффект · Комптон эффекты Тәгъбирләр Шрөдингер мәсләге · Һейзенберг мәсләге · Үзара тәэсир итешү мәсләге · Матрицалы квант механикасы · Хәрәкәт юллары буенча интеграллар · Фейнман диаграммалары Тигезләмәләр Шрөдингер тигезләмәсе · Паули тигезләмәсе · Клейн — Гордон тигезләмәсе · Дирак тигезләмәсе · фон Нейман тигезләмәсе · Блох тигезләмәсе · Линдблад тигезләмәсе · Һейзенберг тигезләмәсе Аңлатмалар Копенгаген аңлатмасы · Яшерелгән параметрлар теориясе · Күпгаләм аңлатмасы Теория үсеше Кырның квант теориясе · Квант электродинамикасы · Глэшоу — Вайнберг — Салам теориясе · Квант хромодинамикасы · Стандарт моделе · Квант гравитациясе Катлаулы темалар Кырның квант теориясе · Квант гравитациясе · Барлык теориясе Билгеле галимнәр Планк · Эйнштейн · Шрөдингер · Һейзенберг · Йордан · Бор · Паули · Дирак · Фок · Борн · де Бройль · Ландау · Фейнман · Бом · Эверетт

Шулай ук карагыз: Портал:Физика

Ике үтә үткәргеч арасында диэлектрик урнаша, шушы нечкә диэлектрик аша агым - Джозефсон агымы.

Инглиз физигы Б. Джозефсон 1962 елда бу эффектны фаразлый, ә АКШ физиклары П. Андерсон һәм Дж. Роуэлл үзләренең тәҗрибәләрендә 1963 елда стационар эффектларын ачалар.

Күренеш тасвирламасы

Джозефсон тоташмасы. A һәм B - үтә үткәргечләр, C алар арасында зәгыйфь тоташма (диэлектрик)

Джозефсон эффекты төп тигезләмәсе (Шрөдингер тигезләмәсеннән чыга):

$U(t)={\frac {\hbar }{2e}}{\frac {\partial \phi }{\partial t}}$ (үтә үткәрүчән фазаның үзгәреше тигезләмәсе)

${\frac {}{}}I(t)=I_{c}\sin(\phi (t))$ (Джозефсон көчсез-бәйләнгән агымы-фазасы нисбәте)

биредә

U(t) - Джозефсон контакты буйлап көчәнеше

I(t) - Джозефсон контактында агым

$\phi (t)$ Джозефсон контакты буйлап фазалар аермасы (дулкынча фунцияләрдә яки тәртип параметрының фазалары аермасы Гинзбург-Ландау теориясендә)

I_c контактның чик агымы (температурага һәм магнит кырына бәйле)

${\frac {h}{2e}}$ магнит өермәсе кванты

Даими агымлы (стационар) Джозефсон эффекты

Тоташма аша агым чик агымына кечерәк үткәргәндә көчәнеш төшүе булмый (диэлектрик катламына карамастан). Үткәрүчән электроннар Туннель эффекты сәбәпле диэлектрик аша каршылыксыз үткәрелә.

Үтә үткәрүчән агым бәйләнгән электроннар - Купер пары ярдәмендә үткәрелә. Контакт көчәнеше үтә үткәрүчән ярыкка (Купер пары тәэсир энергиясе) тигез булса Джозефсон агымы гадәттәге туннель агымына тигез (иң зур).

Алмаш агымлы (стационарсыз) Джозефсон эффекты

Тоташма аша агым чик агымына зуррак караганда үткәргәндә көчәнеш төшүе хасил була, шушы очракта контакт электромагнит дулкыннарны нурландыра. Нурланыш ешлыгы:

$~\omega ={\frac {2eU}{\hbar }}$,

биредә $~e$ — электрон коргысы,

$~\hbar$ — Планк даимие.

Эффект аңлатмасы: үтә үткүрүчән агым булдыручы Купер-парының электроннары контакт үткәргәндә өстәмә энергиясен $~2eU$ алалар, төп халәтенә кайтар өчен электроннар Купер-пары электромагнит энергия квантын $~\hbar \omega =2eU$ нурландырыга тиеш.

Джозефсон эффекты

Джозефсон эффекты ярдәмендә көчәнеш, электромагнитмагнит кырының бәяләмәләре зур төгәллек белән үлчәнеп була. Шуңа күрә хәтта баш мие электромагнит кыр үлчәнә. Джозефсон контакты төгәл ешлыкларны үлчи, шуңа күрә хәрби җайланмасында, ПРО-системасында (Ракеталар каршы саклавы), детекторларда (ракеталарны төбәү), кешенең зәгыйфь электромагнит кырны үлчәвендә кулланылып була.

• СКВИД - зәгыйфь электромагнит кырны үлчәве
• Метрология
• Бер электронлы транзистор
• Астрономия, Астрофизика
• Үтә үткәрүчән санаклар (кубит)

Моны да карагыз

• Үтә үткәрүчәнлек
• Шрөдингер мәчесе
• Квант кушуы
• Шрөдингер тигезләмәсе
• Гамильтониан (классик механика)
• Билгесезлек принцибы
• Паули мәсләге
• Бозе — Эйнштейн бүленеше
• Ферми — Дирак бүленеше

Әдәбият

• Гольданский В. И., Трахтенберг Л. И., Флёров В. Н. Туннельные явления в химической физике. М.: Наука, 1986. — 296 с.
• Блохинцев Д. И., Основы квантовой механики, 4 изд., М., 1963;
• Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Квантовая механика (нерелятивистская теория). — Издание 3-е, переработанное и дополненное. — М.: Наука, 1974. — 752 с. — («Теоретическая физика», том III).
• Лихарев К. К., Ульрих Б. Т. — Системы с джозефсоновскими контактами: основы теории. — М.: Изд-во МГУ, 1978. — 446 с.
• Josephson, B. D., "Possible new effects in superconductive tunnelling," Physics Letters 1, 251 (1962) doi:10.1016/0031-9163(62)91369-0
• Josephson, B. D. (1974). "The discovery of tunnelling supercurrents". Rev. Mod. Phys. 46 (2): 251–254. Bibcode:1974RvMP...46..251J. doi:10.1103/RevModPhys.46.251.
• Josephson, Brian D. (December 12, 1973). "The Discovery of Tunneling Supercurrents (Nobel Lecture)".
• Anderson, P W; Rowell, J M (1963). "Probable Observation of the Josephson Tunnel Effect". Phys. Rev. Letters 10: 230. Bibcode:1963PhRvL..10..230A. doi:10.1103/PhysRevLett.10.230.