Înțelegerea joncțiunilor Josephson: fluxul de curent mecanic cuantic în supraconductori
Josephson este un fenomen care are loc în materialele supraconductoare atunci când un curent curge între doi supraconductori separați de o barieră izolatoare subțire. A fost descoperit de Brian Josephson în 1962 și de atunci a fost studiat pe larg în domeniul fizicii materiei condensate.
Într-o joncțiune Josephson, curentul trece prin bariera izolatoare într-o manieră mecanică cuantică, ceea ce înseamnă că curentul nu este continuu, ci mai degrabă constă din quante discrete sau „particule Josephson”. Aceste particule sunt rezultatul tunelării perechilor Cooper (perechi de electroni cu spin opus) prin bariera izolatoare.
Una dintre proprietățile cheie ale joncțiunilor Josephson este capacitatea de a menține un curent constant pe o gamă largă de tensiuni. Această proprietate a făcut ca joncțiunile Josephson să fie utile într-o varietate de aplicații, inclusiv calculul cuantic supraconductor și senzorii de înaltă sensibilitate.
Joncțiunile Josephson pot fi realizate folosind o varietate de materiale, inclusiv niobiu, nitrură de titan și oxid de cupru ytriu bariu. Ele sunt de obicei fabricate folosind tehnici de depunere a filmului subțire, cum ar fi pulverizarea sau evaporarea.
Pe lângă aplicațiile lor practice, joncțiunile Josephson au și proprietăți teoretice interesante. De exemplu, ele prezintă un fenomen cunoscut sub numele de „fluctuații cuantice”, care poate duce la formarea unor stări cuantice macroscopice în joncțiune. Aceste stări nu sunt prezente în sistemele clasice și sunt o caracteristică cheie a mecanicii cuantice.



