【“磁”約瑟夫森效應“第一次看到】

明道

【“磁”約瑟夫森效應第一次看到】

 

磁約瑟夫森結

超導理論的一個基本的預測已被證明在實驗室中的第一次。

一個國際研究小組的物理學家所觀察到的量子相干相滑移，這種現象類似於著名的約瑟夫森效應的磁通需要的地方電荷。

它的發現對於我們了解宏觀量子系統，並具有根本性的影響，也有可能導致有趣的應用程序，包括可能的方式產生的量子位的量子計算機。

1962年，英國物理學家布賴恩·約瑟夫森發展的理論如何在一個薄的絕緣層的兩個超導體之間 - 一個結構現在被稱為約瑟夫森結超導電子隧道。

這很快就被證實在實驗室和約瑟夫森被授予1973年的諾貝爾物理學獎。

約瑟夫森結在自己的權利已成為一個重要的技術。

例如，超導量子干涉器件（魷魚），根據其設計，使用一個或兩個約瑟夫森結是最敏感的磁強計已經發明。

該設備也顯示出可能的量子位（量子比特）的量子計算機中的承諾。

通過超導體的相位單

2006年，在荷蘭代爾夫特大學的漢斯Mooji，玉裡納扎羅夫做理論工作的量子隧穿通過一層薄薄的超導體的磁通兩個地區之間的自由空間。

這種效應被稱為相干量子相滑移，和Mooji和納扎羅夫認為，它是一個確切的類似物的約瑟夫森效應。

這是因為，而自由空間的磁通的流動，沒有顯示出電阻的超導體的基本性質之一是邁斯納效應，由此從其內部排出任何磁場。

因此，它表現為絕緣體的等效磁。

然而，在隨後的6年裡，沒有一個人成功地表明實際發生或不連貫的量子相滑移在一個超導體。

現在，NEC綠色創新研究實驗室和研究所的物理和化學研究在日本茨城縣，的的奧列格Astafiev和他的同事稱第一量子相干相滑移的實驗觀察。

實驗是在量子力學的電路稱為一個Mooji Harmans的超導量子比特 - 環縮小成很細的納米線在一個點上。

如果量子相干相滑移並沒有出現，環內的磁通量將無法脫身，磁通外，將無法取得，因為超導體的磁通的抗滲性。

然而，Astafiev的研究小組觀察到明確的證據的磁相互作用之間的內部和外部的環環仍然在超導狀態 - 明確的證據表明通量交叉的納米線的量子隧穿。

“兩個重要功能”

阿列克謝Bezryadin，在伊利諾伊大學Urbana-Champaign分校的工作，認為標誌著一個重大的成就，無論是在其基本的物理和其潛在的應用進展。

他說：我會說，這項工作有兩個顯著的特點。

一個是觀察這些相干的量子相單的適用範圍擴大到更複雜的宏觀系統的量子力學。

應用的方面是，有預測認為，如果量子相干相單可以存在（這紙證明，他們這樣做） ，你可以用它來建立一些有用的設備。

Astafiev同意，我們表現出的現象是根本的根本，我想，它的約瑟夫森效應。

約瑟夫森物理學已經被證明是非常豐富，有許多非常有用的設備的基礎上約瑟夫森效應。

他認為，它應該是可以利用量子相干相滑移的設備類似於約瑟夫森結的基礎上的。

特別是在量子計算中有一個特定的興趣，希望Astafiev，量子基於量子相干相滑移不容易出現“充電噪音” - 一種存在的絕緣體，往往會導致量子退相干所造成的噪音約瑟夫森量子比特。

這項研究發表在“ 自然“。

關於作者

添蜗杆是一個總部設在英國的科普作家

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/apr/19/magnetic-josephson-effect-seen-for-the-first-time