VẬT LÝ · LỚP 11 · Khám phá và đời sống

SQUID dùng hai chỗ nối siêu dẫn để đọc từ thông như thế nào?

Một vòng siêu dẫn có hai chỗ nối đặc biệt có thể biến thay đổi từ thông rất nhỏ thành tín hiệu điện đọc được. Đó là nguyên lý của một họ thiết bị giao thoa lượng tử gọi là dc-SQUID.

Hai tiếp giáp Josephson nằm trên hai nhánh vòng. Quan hệ pha của trạng thái siêu dẫn cùng từ thông xuyên vòng chi phối đáp ứng kết hợp của hai nhánh. Ở chế độ thiên dòng thích hợp, điện áp có thể biến thiên tuần hoàn theo từ thông; mạch đọc theo dõi đáp ứng ấy.

Các hệ đo thường ghép thêm cuộn thu và phản hồi để làm việc trong dải mong muốn. Một đáp ứng tuần hoàn không tự là thước đọc duy nhất cho mọi giá trị trường, vì các chu kỳ có thể lặp và cấu hình ghép cũng ảnh hưởng phép đo.

Pha ở đây là pha trạng thái lượng tử, không phải hai sóng nước chạy quanh vòng. Thiết bị cần điều kiện siêu dẫn và kiểm soát nhiễu phù hợp. Đây là nội dung lượng tử mở rộng, chỉ liên hệ lớp 11 qua dòng điện, tín hiệu tuần hoàn và ý tưởng giao thoa.

*Mô hình dc-SQUID có hai tiếp giáp Josephson trên hai nhánh vòng và đường đọc điện áp. Ký hiệu chấm trong vòng chỉ từ thông hướng ra mặt hình, không là một hạt quay quanh vòng.*

Kiến thức liên hệ: Dòng điện và ý tưởng giao thoa; Josephson, siêu dẫn và pha lượng tử là mở rộng.

Học tiếp: Pha của hai điểm trên phương truyền sóng.

Tư liệu đối chiếu

- https://www.ims.kit.edu/english/2056.php
- https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nbsspecialpublication614.pdf