磁通量量子,超导量子干涉仪工作原理?

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超导量子干涉仪工作原理?

SQUID实质是一种将磁通转化为电压的磁通传感器,其基本原理是基于超导约瑟夫森效应和磁通量子化现象.以SQUID为基础派生出各种传感器和测量仪器,可以用于测量磁场,电压,磁化率等物理量.被一薄势垒层分开的两块超导体构成一个约瑟夫森隧道结.当含有约瑟夫森隧道结的超导体闭合环路被适当大小的电流偏置后,会呈现一种宏观量子干涉现象,即隧道结两端的电压是该闭合环路环孔中的外磁通量变化的周期性函数,其周期为单个磁通量子Ф0=2.07×10-15Wb,这样的环路就叫做超导量子干涉仪.

杨振宇的物理贡献是什么?

在粒子物理学、统计力学和凝聚态物理等领域作出里程碑性贡献。

20世纪50年代和R.L.米尔斯合作提出非阿贝尔规范场理论;1956年和李政道合作提出弱相互作用中宇称不守恒定律;在粒子物理和统计物理方面做了大量开拓性工作,提出杨-巴克斯特方程,开辟量子可积系统和多体问题研究的新方向等

杨振宁的贡献有相变理论,玻色子多体问题,1维δ函数排斥势中的玻色子在有限温度的严格解。杨振宁提出“非对角长程序”的概念,从而统一刻画超流和超导的本质,同时也深入探讨了磁通量子化的根源。

量子流体原理?

量子流体就是一群可以流动的玻色子,比如就是磁通-电子,库伯对。其特点是这堆玻色子在极端条件下(温度极低)下发生凝聚,处于一个量子态,此时其流动性不会受到碰撞,出现类似于超导的现象。

原理:

量子流体就是一群可以流动的玻色子,根据经典力学,动能在T = 0附近停止,粒子停留在势能的最低点,从而导致晶体结构,所有物质都必须结晶或凝固。但是,量子液体具有较大的零点能量,因此系统无法从固相转移到固相。

电子﹣晶格散射非常强,因此完全无法实现像水流那样的电子流动。因为材料科学的进步,科学家才制造出石墨烯这样的量子材料,其中移动的电子只要能够相互散射的足够快,就会形成量子流体。

量子干涉特性?

这种效应是超导量子干涉器件(SQUID)工作的物理基础。

利用超导量子干涉效应来工作的器件称为超导量子干涉器件(Super-conduct Quantum Interfere Device,SQUID)。由于在超导量子干涉效应中,当磁通Φ等于磁通量子Φo=20×10-15Wb的整数倍时,电流出现极大;

这就表明,只要把超导环中的磁通量改变2个磁通量子,电流就变化一个周期。而Φo的数值很小,即电流变化的周期对应于磁场的变化很小。所以,超导量子干涉器件可以测量出极其微弱的磁场变化。

量子干涉描述了同一个量子系统若干个不同态叠加成一个纯态的情况。它可以是粒子跟自己干涉,跟粒子之间的相互作用无关。

量子干涉必须在存在路径不确定性的情况下才有可能发生,当关于路径确定的信息原则上有可能被人获知时,干涉就会消失。

这是《科学》杂志在线发表相关研究成果。

中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室杨学明和张东辉院士团队在对“最简单”的化学反应氢原子加氢分子的同位素(H+HD→H2+D)反应的研究中,发现了一种不常见的量子干涉效应,并且利用这一量子干涉效应首次揭示了化学反应中远低于锥形交叉点的几何相位效应。

“该研究一方面再次揭示了化学反应的途径是复杂而有趣的。尽管这一自然界中最简单的反应体系已经被研究得相当透彻,但仍然存在着科学家们以前完全认识不到的新而且奇特的化学反应机理。同时,量子干涉效应的发现也揭示了原子分子因碰撞而发生化学反应过程的量子特性。

“这有助于更加深入地理解化学反应过程,丰富对化学反应的认识。

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