Створено СКВІД, демонструє тепловий ефект Джозефсона

Нанотехнологи Франческо Джизотто (Francesco Giazotto) і Марія Хосе Мартінес-Перес (José María Martínez-Pérez) з Вищої нормальної школи в Пізі (Італія) побудували надпровідний квантовий інтерферометр (СКВІД), що підтверджує останнє з положень теорії про ефекті Джозефсона, яке стверджує, що додаток магнітного поля до СКВИДу може викликати зміни в кількості тепла, що протікає крізь пристрій.

Італійський СКВІД (ілюстрація Nature).

Близько 50 років тому фізик Брайан Джозефсон передбачив можливість побудови пристрою, який в даний час носить назву джозефсоновского контакту і складається з двох надпровідників, розділених тонким шаром діелектрика. Завдяки унікальним хвильових властивостей електронів останні здатні проходити з одного надпровідника в інший, туннелируя крізь ізолятор. Подальші дослідження підтвердили правильність теорії, після чого на її основі були побудовані пристрою — Сквід, здатні вимірювати напруженість надмалих магнітних полів.

Крім ефекту переносу надпровідного струму туннелирующими куперовскими парами, теорія також передбачала, що при додатку до джозефсоновским контактів магнітного поля кількість тепла, яке переноситься між двома надпровідниками, може змінюватися. Проте до цих пір подібний ефект так і не був продемонстрований ні в одному з реальних пристроїв. І ось італійським вченим нарешті вдалося і це. Вони використовували два Y-образних надпровідника, які поклали один на одного так, щоб тонкий прошарок ізолятора між ними утворювала замкнутий круг.

Для дослідження теплопереносу одну із сторін кільця нагріли, а іншу охолодили. При цьому вимірювання кількості стерпного між двома надпровідниками тепла проводилося при додатку змінного (силою) магнітного поля. У своїх експериментах вчені дійсно спостерігали залежність кількості стерпного тепла (з одного боку СКВИДа на іншу) від прикладеної сили магнітного моля. У деяких випадках взагалі спостерігався зворотний перенос тепла (!) від холодної сторони СКВИДа до більш теплою.

Дослідники вважають, що зміни в тепловому потоці викликаються змінами магнітного поля з-за різниці квантових фаз між двома надпровідниками. Зміни в силі магнітного поля можуть призводити як до сумування хвильових функцій двох надпровідників і збільшення теплового потоку, так і до вирахуванню хвильових функцій з обов’язковим зменшенням теплообміну.

 

У статті, опублікованій в журналі Nature, дається опис самого інтерферометра та принципу його роботи. Підготовлено за матеріалами Phys.Org.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *