超导量子干涉仪

✍ dations ◷ 2025-04-26 13:00:27 #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

  • 两栖类两栖动物(学名:Amphibia)是两栖纲生物的通称,又名两生动物,包括所有生没有卵壳的卵,拥有四肢的脊椎动物(蚓螈的四肢已退化)。两栖动物的皮肤裸露,表面没有鳞片、毛发等覆盖,但是可以分
  • 部落联盟有虞氏,又称虞朝,是中国历史上一个可能存在过数百年的王朝,在夏朝之前。虞朝位于今山西平陆西南,舜是虞朝的最后一位君主。在《左传》、《国语》中,虞夏商周四代连称的文句不胜枚
  • 距离距离是对两个物体或位置间相距多远的数值描述,是个不具方向性的标量,且不为负值。在物理或日常使用中,距离可以是个物理长度,或某个估算值,指人、动物、交通工具或光线之类的媒介
  • 后见之明偏误后见之明偏误(Hindsight bias)指当人们得知某一事件结果后,夸大原先对这一事件的猜测的倾向,俗语称“事后诸葛亮”或“事后孔明”。后见之明偏见的一个基本的例子是,在知道一个不
  • 瑞美隆米氮平(英语:Mirtazapine),商品名为乐活忧(港台)/瑞美隆(中国大陆)(Remeron),是一种去甲肾上腺素和特异性5-羟色胺能抗抑郁药 (NaSSA) ,主要用来治疗抑郁症。米氮平也经常被用作抗焦虑
  • 玫瑰碗玫瑰碗是年度性的美国大学美式足球比赛,通常于元旦在加州帕萨迪纳的玫瑰碗举行。如果元旦恰好是星期日,则比赛于次日举行。自从冠军碗系列实施以来,玫瑰碗曾于2002年和2006年两
  • 叶莉叶莉(1981年11月20日-)是上海人,中国女子篮球运动员,曾经效力上海东方八爪鱼队,位置是中锋,她身高1.93米。叶莉1996年进入上海体育运动技术学院,1998年入选国家青年队,1999年底进国家
  • 亨茨维尔亨茨维尔(英语:Huntsville)是位于美国亚拉巴马州莱姆斯通县和麦迪逊县境内的一座城市,也是后者的县治所在,面积451.8平方公里。根据美国2010年人口普查,共有180,105人,其中白人占64
  • 简略减数分裂简略减数分裂(Brachymeiosis)是子囊菌门真菌有性生殖中的一个假说,描述子囊菌在产生子囊时,比正常减数分裂多经过一次核聚变(英语:karyogamy)的过程。在此假说的描述中,子囊在产生子
  • Windows InkWindows Ink Workspace(简称:Windows Ink)是Windows 10中推出的系统功能。简化电脑上使用触控笔的体验。按下在系统任务栏上Windows的墨水工作区按钮。内置像画板,素描屏和便签