【熱倒流跨約瑟夫森結】

明道

【熱倒流跨約瑟夫森結】

 

 

介紹熱魷魚

第一次熱的約瑟夫森效應，發生熱運輸跨兩個超導體之間存在差距時，已在實驗室中來衡量。

實驗在義大利的兩位物理學家所做，並確認在 1965 年所作的理論預測。

以及確認一些熱熱的一側突破從交界處的冷側流向的奇異預測可以進一步發展的熱電路，使用熱的很多相同的方式充電是中所使用的電子設備。

常規的約瑟夫森效應有人預言在 1962 年由英國物理學家布賴恩 · 約瑟夫森和實驗室中，不少於一年後被發現。

影響發生在約瑟夫森結，由一層薄薄的非超導材料或自由空間分隔兩個超導體時創建的。

約瑟夫森表明庫珀對 — — 體驗內超導體沒有電阻的配對電子 — — 可以隧道穿過交界處。

所有的庫珀對處於相同的量子狀態，因而由同一波函數表示。

隧道工程的當前是相位差的的波函數從缺口的一側到另一個正弦函數。

其結果是，當前的庫珀對的將流經差距即使沒有應用的電壓。

如果電壓應用跨交界處，然後事情變得更複雜和三個不同的進程影響如何當前流動跨交界處。

第一，主要一詞是約瑟夫森 supercurrent，其中也會出現即使沒有電壓。

第二個貢獻是從掰開成其組成的正常電子，然後可以通過應用電壓的影響下的勢壘隧道的庫珀對的。

最後，有"干擾當前"所產生的第一次兩個進程之間的相互作用。

熱偏倚

在 1965年和美希和艾倫 · 格裡芬的加利福尼亞大學聖達戈計算會發生什麼如果約瑟夫森結被賦予一種熱的偏見 — — 就是正在比其他稍熱的一側 — — 而不是通常電壓偏置。

普通金屬可以用高能電子從熱的地方移到較冷的地區 — — 那裡他們熱周圍由從原子散射和創建晶格振動運輸熱。

這不適用於超導體，但是，因為庫珀對移動而不會散射。

在熱有偏見的約瑟夫森結，因此，supercurrent 不利於熱流量。

然而，電子隧道和干擾電流可以參與換熱跨交界處。

熱流從電子隧道工程是一個簡單的過程，總是將熱從熱到冷的交界處一側。

好奇 Maki 和格裡芬，然而，是預測的干擾電流有時可以攜帶熱量從冷到熱的一側。

這是因為，像 supercurrent，它取決於超導波函數。

很難測試

測試這一預測證明有困難，法蘭西斯科 · 賈佐托和瑪麗亞 · 何塞 · 馬丁內斯 · 佩雷斯的巢研究所納米科學和就學 Normale Superiore 比薩 — — 是第一個這樣做。

這是因為不同的電流，熱電流不能直接測量。

賈佐托解釋說"有沒有類比的電錶的熱當前所以你正在測量可測的僅涉及當前的溫度，像熱"。他還說它是更加難以跟蹤的熱流量比的電荷。

賈佐托和馬丁內斯 · 佩雷斯提出他們的測量超導量子干涉器 （魷魚） — — 由兩個約瑟夫森結殘破的超導體的一個迴圈。

其中一半的迴圈被保留在稍暖溫度，導致正常電子跨到冷卻器一邊作為預測的兩個路口進行熱。

實驗涉及到改變的魷魚，反過來又影響到在約瑟夫森結 wavefuntion 的性質通過的磁通量。

通過顯示熱流量調節最高和最低值之間，隨著磁通量的改變，賈佐托和馬丁內斯-佩雷斯已確認干擾電流可以實際上將熱量傳遞從冷到熱的。

然而，因為流由正常電子隧道通過路口主導，也不實施反向總熱流量。

"非常乾淨的結果"

鐘泰西蒙茲的國家的標準和技術在美國科羅拉多州博爾德，研究所是印象深刻的已經克服了研究人員的實驗性挑戰。

這是令人驚訝的是他們要衡量一個非常乾淨的結果，他說。

他們有做一些很好的工程，使他們的加熱器和很好的特點，其測溫上一個很小的設備，所有和工程師他們所有的連絡人以確保該系統並不由基體短路了。

賈佐托和他的同事們是現在看看可能的實際應用結果的可能。

他推測一種連貫的 caloritronic 電路 — — 類比的電子產品，但與熱的可能性。他表明它是可能的例如，以產生熱電晶體或熱整流器或甚至出示不是電子類比信號的設備。

測量所述性質.

關於作者

Tim Wogan 是一個設在英國的科學作家

 

 

引用：http://translator.live.com/BV.aspx?ref=IE8Activity&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fjan%2F07%2Fheat-flows-backwards-across-josephson-junction