Quàntic de flux magnètic

és una combinació de constants físiques fonamentals: la constant de Planck h i la càrrega de l'electró e.
Valors CODATA Unitats
Φ 0 2.067833 848 ... × 10 −15 Wb
K J 483597 ,8484... × 10 9 Hz / V
K J-90 483597 ,9 × 10 9 Hz / V

El flux magnètic, representat pel símbol Φ, enfilant algun contorn o bucle es defineix com el camp magnètic B multiplicat per l'àrea del bucle S, és a dir Φ = BS. Tant B com S poden ser arbitraris, és a dir, Φ també ho pot ser. Tanmateix, si es tracta del bucle superconductor o d'un forat en un superconductor a granel, el flux magnètic que enfila aquest forat/bucle es quantifica. El quàntic de flux magnètic (superconductor) Φ0 = h/(2e) ≈ 2.067833 848 ... × 10 −15 Wb [1] és una combinació de constants físiques fonamentals: la constant de Planck h i la càrrega de l'electró e. El seu valor és, per tant, el mateix per a qualsevol superconductor. El fenomen de la quantificació de flux va ser descobert experimentalment per BS Deaver i WM Fairbank i, independentment, per R. Doll i M. Näbauer, el 1961. La quantificació del flux magnètic està estretament relacionada amb l'efecte Little–Parks,[1] però va ser predita anteriorment per Fritz London el 1948 utilitzant un model fenomenològic.[2][3]

.Relació entre el flux magnètic a través d'una superfície i el camp B.

La inversa del quàntic de flux, 1/Φ0, s'anomena constant de Josephson i es denota KJ. És la constant de proporcionalitat de l'efecte Josephson, que relaciona la diferència de potencial a través d'una unió Josephson amb la freqüència de la irradiació. L'efecte Josephson s'utilitza molt àmpliament per proporcionar un estàndard per a mesures d'alta precisió de la diferència de potencial, que (de 1990 a 2019) es van relacionar amb un valor fix i convencional de la constant de Josephson, denotada K J-90. Amb la redefinició de 2019 de les unitats base SI, la constant de Josephson té un valor exacte de KJ = 483.597,84841698... GHz⋅V−1 483.597,84841698... GHz⋅V−1 483.597,84841698... GHz⋅V−1,[4] que substitueix el valor convencional KJ-90 .

Referències modifica

  1. Parks, R. D. (en anglès) Science, 146, 3650, 11-12-1964, pàg. 1429–1435. DOI: 10.1126/science.146.3650.1429. ISSN: 0036-8075. PMID: 17753357.
  2. Londres, Fritz. Superfluids: Macroscopic theory of superconductivity (en anglès). John Wiley & Sons, 1950, p. 152 (footnote). 
  3. «The Feynman Lectures on Physics Vol. III Ch. 21: The Schrödinger Equation in a Classical Context: A Seminar on Superconductivity, Section 21-7: Flux quantization». feynmanlectures.caltech.edu. [Consulta: 21 gener 2020].
  4. «Mise en pratique for the definition of the ampere and other electric units in the SI». BIPM. Arxivat de l'original el 2021-03-08. [Consulta: 29 novembre 2022].