Разбиране на връзките на Джоузефсън: Квантов механичен ток в свръхпроводници
Джоузефсън е явление, което възниква в свръхпроводящи материали, когато ток протича между два свръхпроводника, разделени от тънка изолационна бариера. Открит е от Брайън Джоузефсън през 1962 г. и оттогава е изследван широко в областта на физиката на кондензираната материя.
В преход на Джоузефсън токът протича през изолационната бариера по квантовомеханичен начин, което означава, че токът не е непрекъснат, а по-скоро се състои от дискретни кванти или "Джозефсонови частици". Тези частици са резултат от тунелирането на двойки Купър (двойки електрони с противоположно въртене) през изолиращата бариера.
Едно от ключовите свойства на Джоузефсоновите преходи е способността да поддържат постоянен ток в широк диапазон от напрежения. Това свойство е направило преходите на Джоузефсън полезни в различни приложения, включително свръхпроводящи квантови изчисления и сензори с висока чувствителност.
Връзките на Джоузефсън могат да бъдат направени с помощта на различни материали, включително ниобий, титанов нитрид и итрий, бариев меден оксид. Те обикновено се произвеждат с помощта на техники за отлагане на тънък слой, като разпрашване или изпаряване.
В допълнение към практическите си приложения, Джоузефсъновите съединения имат и интересни теоретични свойства. Например, те показват феномен, известен като "квантови флуктуации", който може да доведе до образуването на макроскопични квантови състояния в кръстовището. Тези състояния не присъстват в класическите системи и са ключова характеристика на квантовата механика.



