超导量子干涉仪

✍ dations ◷ 2025-11-20 20:40:00 #量子力学,电磁学,度量仪器

超导量子干涉仪(英语:Superconducting QUantum Interference Device),为一种极高灵敏度的磁力计,可用以探测极小磁场;其工作原理是利用包含约瑟夫森结的超导线圈。

SQUIDs 可以探测 5 aT(5×10−18 T)大小的磁场。 有两种基本的 SQUID: 直流 和 射频. 射频 SQUID 只需要一个约瑟夫节, 虽然灵敏度较前者低,然生产成本更低。


直流 SQUID 有两个平行约瑟夫节组成一个超导线圈,其功能建立在 约瑟夫效应 的基础之上。首先,在没有外场的情况下,输入电流I被分成两路;其次,加上外场,产生感生电流Is,又称屏蔽电流,感生电流与原来两路电流方向一个相同一个相反融入,成为I/2+Is和I/2-Is;最后,当任何一路电流大小超越约瑟夫节的临界电流时,约瑟夫节两端就有了电压。

如果外加磁场流超过半个磁流元,SQUID 会与众不同得产生相反方向的感应电流来补上那小半个磁流元。原因有两点:一是超导线圈包含的磁流必须为整数倍的磁流元 ,二则产生感应电流屏蔽原来的大半个磁流元所花费的能量大于补上小半个磁流元所需的能量。显然,屏蔽电流在磁流为半整数倍的磁流元时会更改方向。所以临界电流会随着外加磁场而震荡. 如果输入电流总是大于临界电流,则 SQUID 总是处于电阻模式. 电压是外加磁场的函数,震荡周期是磁流元Φ0. 由于直流SQUID的电流-电压是特性曲线是滞后类型, 一个分流电阻R架设于节的两端来消除滞后回线, (对铜氧化物超导来说本身的节的电阻就够了). 屏蔽电流等于外加磁场流除以超导线圈自身的电感. 这样, ΔΦ 约等于 ΔV 的函数(磁流-电压转换) :

∆V = R ∆I

2I = 2 ∆Φ/L, 这里 L 超导线圈的自感

∆V = (R/L) ∆Φ

目前作为医学上核磁共振成像仪的新版本,增强其分辨率。另外作为地底石油与矿物的探勘侦测也在试验中,军事上有增强反潜机探测潜艇的能力,但还在理论阶段。

相关

  • 共轭碱共轭酸碱对(conjugate pairs)根据酸碱质子理论,一分子或离子 X− (以负一价离子为例)的共轭酸是该分子或离子得到一个质子后的产物 HX,而 X− 则为 HX 的共轭碱,X−和 HX 组成一
  • 铁路事故列表铁路事故列表,分年列举全球各地的铁路事故。
  • Baby V.O.XBaby V.O.X(韩语:베이비복스)是一个已经解散的女子音乐组合,由五位女性成员所组成,1997年以专辑《做头发的那天》正式出道,2006年宣布解散。2007年以新组合“Baby V.O.X.Re.V”继
  • 密西西比领地密西西比领地(英语:Mississippi Territory)是美国历史上的一个合并建制领土,存在于1798年4月7日至1817年12月10日之间,之后升格为美国第20个州密西西比州。在升格为州之前的9个月
  • 脊髓性肌萎缩伴进行性肌阵挛性癫痫脊髓性肌萎缩伴进行性肌阵挛性癫痫(spinal muscular atrophy with progressive myoclonic epilepsy,SMA-PME),有时也称Jankovic-Rivera综合征(Jankovic–Rivera syndrome),是一种非
  • 肖肖尼国家森林肖肖尼国家森林(英语:Shoshone National Forest,/ʃoʊˈʃoʊniː/)是美国首个受联邦保护的国家森林,面积约2.5 × 106英亩(10,000平方千米),地处美国怀俄明州。它原先是黄石公园
  • 172Girls172Girls,是以乐华娱乐、觉醒东方与酷漾娱乐推出的企划女团,成员包括:金子涵、曾可妮、刘令姿、戴燕妮 。2020年5月30日,《青春有你2》最终集直播,金子涵排名十一、曾可妮第十三
  • 舰姬舰姬,为中国成都金角网络科技于2016年开发的二战舰船拟人化(日语:艦船擬人化)主题手机游戏;该游戏首先在2017年一月于韩国上市,接着于同年七月于中国上市,随后于日、港、澳、台、东
  • 钻石投资钻石投资是一种新兴的投资渠道。随着股票市场、住宅市场的低迷和黄金市场的持续震荡,钻石投资成为更受关注的投资方式。钻石又称金刚石,是由碳原子构成的晶体,为目前已知自然界
  • 何敏 (运动员)何敏(1992年8月16日-),湖南衡阳人,中国男子跳水运动员。何敏3岁时被父母送到衡阳的熊倪跳水学校,开始学习跳水。2010年,他首次代表国家参加亚运会,在1米板比赛中以481.20分力压奥运