Brian Josephson; Josephson Etkisi, 1962 (Josephson effect)


1977 Nobel ödüllü fizikçi Phillip Anderson 1961-1962'de Cambridge'de bir yıl (1961-1962'de) öğretim görevlisi olarak bulundu. Bir keresinde Brian Josephson'a yüksek lisans öğrencisi olarak verdiği dersi hatırladı: "Bu, bir öğretim görevlisi için rahatsız edici bir deneyimdi, sizi temin ederim, çünkü her şey doğru olmalıydı, dersten sonra gelip bana anlatırdı.”

Bu ilişkiye dayanarak, Josephson, ince bir yalıtkan tabaka (veya kısa, süperiletken olmayan metal bir bölüm) ile ayrılmış iki süperiletkenle yaptığı hesaplamalarını Anderson’a gösterdi. Elektron çiftlerinden (Cooper çiftleri) oluşan bir "DC süper akımının", makroskopik kuantum etkisinin bir örneği olarak, bir süperiletkenden diğerine kuantum tüneli yapabileceğini öngördü.

Brian Josephson
(1940 – )

Josephson, böyle bir bağlantı için akım ve faz değişim hızını,

J = J1 sin (ΔΦ)

 d             2 eV

¾ (ΔΦ) = ¾¾¾

 dt               h

eşitlikleriyle hesapladı.

J1: kritik akım (yalıtkan bağlantının bir parametresidir). dolayısıyla J, yayılmayan bir akımdır.

Φ: bariyerin karşıt taraflarında Cooper çifti dalga fonksiyonları arasındaki faz fark, e: bir elektron üzerindeki yük, V: süperiletkenler arasındaki potansiyel farkıdır.

DC tünelleme akımının deneysel gözlemi, yaklaşık dokuz ay sonra Bell Telephone Laboratories'den (şimdi Nokia Bell Labs) Anderson ve John Rowell tarafından basılı olarak yayınlandı. Josephson, bu öngörüsü için 1973 Nobel ödülünü kazanacaktı.

Josephson bağlantıları artık DC ve AC elektronik devreleri gibi çeşitli uygulamalarda ve SQUID'ler (süper iletken kuantum girişim cihazları) oluşturmak için kullanılmaktadır (kuantum hesaplama için kübitler, son derece hassas magnetometreler ve voltmetreler, ..)


Josephson Bağlantısı (a) Süperileken kritik sıcaklık-direnç eğrisi, (b) Tip I ve Tip II süperiletkenler ve kritik alanlar, (c) Josephson bağlantısı, (d) Josephson tünelleme akımını tespit etmede kullanılan Josephson bağlantısı

 

https://physicsworld.com/a/the-10-greatest-predictions-in-physics/
http://bilsenbesergil.blogspot.com/p/josephson-baglants-josephson-junction.html

6 Ocak 2022

 

GERİ (10 öngörü)