超导量子干涉仪

✍ dations ◷ 2025-09-10 17:54:09 #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

  • 联邦调查局联邦调查局(英语:Federal Bureau of Investigation),简称联调局(FBI),前身是调查局(Bureau of Investigation,简称BOI),是美国司法部的主要执法、情报机构及调查单位,也是美国联邦政府最
  • 开福区开福区为湖南省长沙市辖区,位于长沙城区中东部,成立于1996年7月10日。辖境北与望城区接壤,东与长沙县为邻,南部与芙蓉区和天心区为界,西面隔湘江与望城区和岳麓区相望。辖域总面
  • DDTDDT,中文又作滴滴涕,学名双对氯苯基三氯乙烷(Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane),化学式:(ClC6H4)2CH(CCl3)。白色晶体,不溶于水,溶于煤油,可制成乳剂,对人类毒性低,曾经是最著名的合
  • 帆船帆船自1900年巴黎夏季奥运会起成为每届夏季奥运会比赛项目。到2016年为止的奖牌榜
  • 克什米尔巴基斯坦 援助方: 伊朗 中华人民共和国720辆坦克628门火炮150架战机 756辆坦克552门火炮中立数据印方数据巴方数据中立数据巴方数据印方数据克什米尔边境对峙与冲突第二次
  • 内布拉星象盘内布拉星象盘(德语:Himmelsscheibe von Nebra,英语:Nebra Sky Disk)是一个直径 30 公分的青铜盘,上面布满了蓝绿色的绿锈和嵌上了黄金制的符号。盘上符号其中一个可能是太阳或满月
  • 德国语言德国的官方语言是德语,全国超过95%的人口第一语言是标准德语或其他德语方言。这一数据包含了北低地萨克逊语,这种语言在统计中被视作标准德语的一种少数族群使用的区域变体。
  • 温带气候温带(英语:Temperate climate、德语:Gemäßigte Zone、法语:Climat tempéré),在地理学上,是位于热带和极圈之间的气候带。北半球温带区的范围是从北纬23.5°的北回归线到北纬66.
  • 清软颚内爆音清软颚内爆音(voiceless velar implosive)是一种罕见的辅音,出现于一些口语中。国际音标将此音记作⟨ɠ̊⟩或⟨kʼ↓⟩;另一个可直接表示此音的音标⟨ƙ⟩则已在1993年被撤回。
  • 菜籽多酚菜籽多酚(英语:Canolol)是菜籽油中的酚类化合物,可在烘烤油菜种子时使芥子酸发生脱羧反应制得。