Manyetik akı kuantumu

2010 CODATA değerleri		Birimler
Φ₀	2,067833758(46)×10^-15	Wb
K_J	483597,870(11)×10⁹^[1]	Hz/V
K_J–90	483597,9×10⁹	Hz/V

Bazı eşyükselti eğrisi veya döngü iplik sembolü Φ tarafından temsil edilen manyetik akı kuantumu, döngü alanı S ve manyetik endüktans B olarak tanımlanır;

$Φ = B \cdot S$ .

Hem B ve hem S keyfi olabilir. Ancak tek bir süper iletken döngüsü veya bir delik varsa, bu bir delik / döngü parçacığının manyetik akı parçacığı olduğunu ortaya çıkmıştır. Tek bir manyetik akı kuantumu;

Φ 0 = h /(2 e) \approx 2,067833758(46) \times 10 -15 Wb

^[2] temel fiziksel sabitinin bir kombinasyonudur: Planck sabiti h, elektron yükü e dir. Onun değeri herhangi bir süper iletken için aynıdır. Akı ölçüm olgusu 1961 yılında deneysel olarak R. Doll, M. Näbauer,^[3] B. S. Deaver ve W. M. Fairbank^[4] tarafından bağımsız olarak keşfedildi. Manyetik akı ölçümü Küçük Parklar etkisiyle çok yakından ilgilidir, ama daha önce Fritz London tarafından 1948 yılında tahmin edilerek fenomenolojik bir model olarak kullanılmıştır.

Akı kuantum tersine, 1/Φ₀, Josephson sabiti denir ve K_J gösterilir. Josephson etkisi ölçüsü, radyasyon frekansına bir Josephson birleşim noktası arasındaki potansiyel farkla ile ilgili sabittir. Josephson etkisi çok yaygın olarak kullanılan bir standart sağlamak için potansiyel farkı yüksek hassasiyetli ölçümler (1990 yılından beri) yapılır, bu sabit ile ilgili olan, "geleneksel" Josephson değeri K_J–90 ile ifade edilir.

Giriş[değiştir | kaynağı değiştir]

Bu süper-iletken özellikleri karmaşık kuantum mekaniksel dalga fonksiyonu Ψ (r,t) süper iletken düzen parametresi tarafından açıklanmıştır. Herhangi bir karmaşık Ψ fonksiyonu, Ψ = Ψ₀e^iθ olarak yazılabilir. Burada Ψ₀ genlik ve θ faz dır, 2πn tarafından faz θ değişen ve buna bağlı değişen Ψ’nin herhangi bir fiziksel özelliğinde değişme olmayacağı açıktır. Ancak, süper iletken önemsiz olmayan topoloji, örneğin süper iletken ile delik veya süper iletken döngü/silindirinin fazı θ olabilir sürekli değişim bazı değeri θ₀ değeri θ₀ + 2πn olarak bir gider çapında delik/döngü ve aynı başlangıç noktasıdır. Eğer bu doğruysa, o zaman tek bir delik / döngü içinde sıkışan n manyetik akı kuantumları vardır.

Meissner etkisi nedeniyle süper iletken içinde manyetik indüksiyon B sıfırdır. Daha doğrusu manyetik alan H küçük bir mesafe ‘London’ olarak tanımlanan manyetik alan penetrasyon derinliği üzerinde bir süper iletken (belirtilen λL ve genellikle 100 nm indirecektir) içine nüfuz eder. Tarama akımları da yüzeye yakın bu λL-katmana, mükemmel bir şekilde uygulanan süper iletken H alanını dengeler, böylece süper iletken içinde B = 0 sonucu içinde mıknatıslanma M akışı oluşur. Önemli donmuş manyetik akı bir döngü/delik (artı λL-kendi Katman) her zaman kullanışlı olacaktır. Bununla birlikte, akı kuantum değeri yalnızca Φ₀ eşittir.

Yol/delik yukarıda açıklanan tarama akımları olmadan süper iletken bölgede bırakılır ve böylece yörünge etrafın da yani yüzeyden birkaç λL. seçilebilir. Bu durum tatmin edilemeyen geometrisi vardır örneğin çok ince ( ≤ λL ) süper-iletken tel veya benzer bir duvar kalınlığına sahip silindir yapılmış bir döngü. Bu durumda, akı kuantum Φ₀ farklı vardır.

Ayrık bir akı SQUİD arkasındaki ana fikir, bunun mümkün olan en hassas Manyetometre biri olmasıdır.

Akı niceleme de tip II süper iletkenler de fizik önemli rolü oynar. Böyle bir süper iletken (şimdi herhangi bir delik olmadan) gücünde bir manyetik alana yerleştirildiğinde, ilk kritik alan ve ikinci kritik alan H_c1 H_c2 arasında, kısmen Abrikosov girdap formu süper iletken alanı içine nüfuz eder. The Abrikosov girdap normal bir çekirdek oluşur—ξ mertebesinde bir çapı olan normal (non - süper-iletken ) faz bir silindiri süper iletken tutarlılık uzunluğudur. Normal çekirdek süper-iletken fazı bir delik bir rol oynar. Manyetik alan çizgilerini tüm örnek üzerinden normal çekirdeğe iletir. Tarama akımları çekirdek λL-çevresinde dolaşan ve süper iletken geri kalan ekranı çekirdek manyetik alanıdır. Toplamda, her bir Abrikosov girdap manyetik akı Φ₀ bir kuantum taşır. Teorik olarak, delik başına birden fazla kuantum akı olması mümkün olsa da, Abrikosov bu girdaplar n> 1 kararsız ve n = 1 ile birkaç girdaplar bölünmüştür. Gerçek bir delikte n>1 derece ile kararlıdır, gerçekte delik kendini birkaç küçük deliğe bölmüş olamaz.

Manyetik akı ölçümü
Manyetik akı kuantum Josephson etkisini istismar ederek büyük bir hassasiyetle ölçülebilir. Von Klitzing sabiti R_K = h/e², ölçümü ile birleştiğinde bu tarihte elde edilen h Planck sabitinin en hassas değerini sağlar. Bu h genellikle mikroskobik küçük sistemlerin davranışı ile ilişkili olduğu için dikkat çekiyor, bir süper iletken içindeki manyetik akı ölçümü ve kuantum Hall etkisi ise toplu olaylar parçacıkları büyük termodinamik numaraları ile ilgilidir.

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Macroscopic quantum phenomena
Committee on Data for Science and Technology
Brian Josephson
Dirac flux quantum
von Klitzing constant

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

^ "Josephson constant K_J". 2010 CODATA recommended values. 9 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Ocak 2012.
^ "magnetic flux quantum Φ₀" 4 Temmuz 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. 2010 CODATA recommended values. Retrieved 10 January 2012.
^ Doll, R.; Näbauer, M. (July 1961). "Experimental Proof of Magnetic Flux Quantization in a Superconducting Ring". Physical Review Letters 7(2): 51–52. Bibcode:1961PhRvL...7...51D.doi:10.1103/PhysRevLett.7.51.
^ Deaver, Bascom; Fairbank, William (July 1961)."Experimental Evidence for Quantized Flux in Superconducting Cylinders". Physical Review Letters 7 (2): 43–46. Bibcode:1961PhRvL...7...43D.doi:10.1103/PhysRevLett.7.43.

Kaynak hatası: <references> üzerinde tanımlanan "Deaver:1961:FluxQuantum" adındaki <ref> etiketi önceki metinde kullanılmıyor. (Bkz: Kaynak gösterme)
Kaynak hatası: <references> üzerinde tanımlanan "Doll:1961:FluxQuantum" adındaki <ref> etiketi önceki metinde kullanılmıyor. (Bkz: Kaynak gösterme)
Kaynak hatası: <references> üzerinde tanımlanan "CODATA:2010:FluxQuantumValue" adındaki <ref> etiketi önceki metinde kullanılmıyor. (Bkz: Kaynak gösterme)

Kaynak hatası: <references> üzerinde tanımlanan "EG:AV@MesoSC" adındaki <ref> etiketi önceki metinde kullanılmıyor. (Bkz: Kaynak gösterme)

[1] "Josephson constant K_J". 2010 CODATA recommended values. 9 Eylül 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 10 Ocak 2012.

[2] "magnetic flux quantum Φ₀" 4 Temmuz 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.. 2010 CODATA recommended values. Retrieved 10 January 2012.

[3] Doll, R.; Näbauer, M. (July 1961). "Experimental Proof of Magnetic Flux Quantization in a Superconducting Ring". Physical Review Letters 7(2): 51–52. Bibcode:1961PhRvL...7...51D.doi:10.1103/PhysRevLett.7.51.

[4] Deaver, Bascom; Fairbank, William (July 1961)."Experimental Evidence for Quantized Flux in Superconducting Cylinders". Physical Review Letters 7 (2): 43–46. Bibcode:1961PhRvL...7...43D.doi:10.1103/PhysRevLett.7.43.

[1]

[2]

[3]

[4]

Manyetik akı kuantumu nedir?, Manyetik akı kuantumu anlamı nedir?, Manyetik akı kuantumu ne demektir?

Manyetik akı kuantumu nedir?, Manyetik akı kuantumu anlamı nedir?, Manyetik akı kuantumu ne demektir?

Manyetik akı kuantumu

Giriş[değiştir | kaynağı değiştir]

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]