Cтраница 3
Ход рассуждений Джозефсона весьма прост. Между тем его импульс в решетке при излучении кванта без отдачи не меняется. В результате кинетическая энергия данного ядра р2 / 2т, а соответственно и вся кинетическая энергия ядер в решетке возрастают на величину 6Е б ( р2 / 2т) - ( р2 / 2) ( бт / т2) ( о2 / 2с2) е0, и на такую же величину должна уменьшиться энергия излучаемого кванта. Соответственно при поглощении одним из ядер решетки гамма-кванта кинетическая энергия движения ядер в решетке уменьшается, а потому и резонансная энергия поглощаемого кванта также должна уменьшиться. Квадратичный допплер-эффект в отличие от отдачи смещает резонансные энергии излучаемого и поглощаемого квантов в одну и ту же сторону. В конечном счете относительное изменение резонансной энергии гамма-квантов с температурой описывается соотношением ( д / дТ) ( 6D / e0) - ( Ср / 2с2), где Ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении. [31]
Основная идея Джозефсона была довольно проста, ее высказывали и раньше. Если отдельные электроны могут туннелировать через диэлектрический барьер между двумя сверхпроводниками, то почему бы не туннелировать и электронным куперовским парам, ведь ток при сверхпроводимости - поток именно таких пар. Скорость такой частицы определяется скоростью центра масс. Как и в случае обычных частиц, эти носители тока можно описать с помощью волны; это волна электронной пары. [32]
В эффекте Джозефсона непосредственно проявляется важнейшее свойство сверхпроводника - - согласованное поведение его электронов. [33]
Нестационарный эффект Джозефсона является экспериментальным доказательством существования электронных пар в сверхпроводниках. Об этом говорит удвоенный заряд электрона в выражении для частоты v-излучения. Однако эффекты Джозефсона имеют и общефизическое значение для всей квантовой физики. В этих эффектах индивидуальная квантово-механическая характеристика электрона - свойство его волновой функции проявляется в макроскопических эффектах - - - токе и излучении. [34]
В эффекте Джозефсона впервые в истории физики экспериментально обнаружено, что макроскопическое явление - электрический ток определяется микроскопической характеристикой - фазой волновой функции и квантуется, принимая лишь дискретные значения. При этом размываются границы между макро - и микрофизикой. [35]
В 1962 г. Джозефсон предсказал явления, названные в дальнейшем эффектами Джо-зефсона на постоянном и переменном токе. [36]
Вольт-амперные характеристики перехода Джозефсона, образованного двумя сверхпроводниками, разделенными туннельным изолирующим слоем толщиной несколько нанометров ( рис. 6.15), имеют гистерезисный характер. [37]
В принципе эффекты Джозефсона должны наблюдаться также при наличии слабой связи между двумя сосудами с Не II. Практически в этом случае используют лишь один тип слабой связи - маленькое отверстие между сосудами. [38]
На основе эффекта Джозефсона можно создавать многие виды измерительной техники: эталоны ( калибраторы) постоянного и переменного тока, высокочастотные генераторы, частотомеры с воспроизводимостью и долговременной стабильностью не хуже цезиевых и водородных стандартов частоты и др. На первых порах такие приборы будут чисто метрологическими, образцовыми или в ряде случаев даже эталонными. Позже их станут все чаще применять и как рабочие средства измерений. [39]
Чтобы понять эффекты Джозефсона, мы должны заново тщательно проанализировать смысл волновых функций сверхпроводящих электронных пар. Начнем с того положения, что каждой сгерхпроводящей электронной паре может быть приписана некая волновая функция, которая описывает вероятность нахождения пары в данной области сверхпроводника в данное время. [40]
Хотя нестационарный эффект Джозефсона анализировать довольно просто в размерных единицах, однако даже при помощи такого конкретного понятия, как электронные пары, чрезвычайно сложно представить в деталях, что же происходит в контакте. [41]
Многочисленные приложения эффекта Джозефсона либо уже используются, либо находятся в стадии изучения. [42]
Напряжение на переходе Джозефсона используется в качестве эталонного для воспроизведения размера вольта. Ведь за частоту внешнего генератора мы спокойны. А физические константы в коэффициенте пропорциональности между частотой и напряжением потому и называются постоянными, что стабильность их вне подозрений. [43]
С помощью эффекта Джозефсона воспроизводятся напряжения как порядка милливольт, так и порядка единиц вольта. Переход Джозефсона, выполненный в виде криоэлектронного элемента ( например, в виде интегральной схемы метрологического назначения), является мерой единицы напряжения. В зависимости от точности, такие квантовые меры могут выполнять различные функции: эталона, образцового или рабочего средства измерений. Они будут вечными, как вечны фундаментальные физические константы. В недалеком будущем вечные миниатюрные меры вольта будут встраиваться в измерительные приборы, заменив при этом используемые для калибровки гораздо менее точные нормальные элементы. [44]
Для нестационарного эффекта Джозефсона напряжение на переходе, помещенном в жидкий гелий, возрастает дискретными ступеньками. [45]