Πίνακας περιεχομένων:
- Ορισμός - Τι σημαίνει η υπεραγώγιμη συσκευή κβαντικής παρεμβολής (SQUID);
- Η Techopedia εξηγεί την Υπεραγώγιμη Κβαντική Συσκευή Παρεμβολής (SQUID)
Ορισμός - Τι σημαίνει η υπεραγώγιμη συσκευή κβαντικής παρεμβολής (SQUID);
Μια υπεραγώγιμη συσκευή κβαντικής παρεμβολής (SQUID) είναι μια πολύ ευαίσθητη συσκευή μέτρησης ασθενών μαγνητικών πεδίων. Είναι σε θέση να μετρά μαγνητικά πεδία τόσο χαμηλά όσο 5 aT (5 × 10 -18 T). Λόγω της ευαισθησίας τους, τα SQUID χρησιμοποιούνται ευρέως σε έρευνες, σε βιολογικές μελέτες και σε άλλες υπερευαίσθητες ηλεκτρονικές και μαγνητικές μετρήσεις όπου τα ελαφρά σήματα δεν μπορούν να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας συμβατικά όργανα μέτρησης.
Η Techopedia εξηγεί την Υπεραγώγιμη Κβαντική Συσκευή Παρεμβολής (SQUID)
Ένα SQUID είναι κατασκευασμένο από έναν υπεραγώγιμο βρόχο που περιέχει έναν ή περισσότερους κόμβους Josephson.
Υπάρχουν δύο τύποι SQUID, το SQUID ραδιοσυχνότητας (RF) που αποτελείται από μία μόνο διασταύρωση Josephson και το SQUID συνεχούς ρεύματος (DC) με δύο ή περισσότερες διασταυρώσεις. Το RF είναι φθηνότερο στην κατασκευή αλλά λιγότερο ευαίσθητο σε σύγκριση με το DC.
Ένα τυπικό DC SQUID έχει δύο παράλληλους κόμβους που έχουν εισαχθεί σε έναν υπεραγώγιμο βρόχο. Χωρίς μαγνητικό πεδίο, το ρεύμα εισόδου χωρίζεται εξίσου μεταξύ των κλάδων. Αυτό διατηρεί ένα εξωτερικά συνδεδεμένο κύκλωμα δεξαμενής σε συντονισμό. Οποιοδήποτε εξωτερικό μαγνητικό πεδίο προκαλεί μια αλλαγή στη συχνότητα συντονισμού στο κύκλωμα της δεξαμενής και μια ανισορροπία ρεύματος που οδηγεί σε τάση κατά μήκος της διασταύρωσης Josephson. Η τάση είναι συνάρτηση της μαγνητικής ροής και επομένως μπορεί να μετρηθεί και να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της μαγνητικής ροής.
Τα υπεραγώγιμα υλικά που χρησιμοποιούνται για SQUID χαμηλής θερμοκρασίας είναι καθαρό νιόβιο ή κράματα μολύβδου. Η συσκευή ψύχεται με υγρό ήλιο για να διατηρηθεί η υπεραγωγιμότητα. Τα SQUID υψηλής θερμοκρασίας κατασκευάζονται από υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας όπως το οξείδιο του χαλκού βαρίου (YBCO) και ψύχονται με το φθηνότερο και άμεσα διαθέσιμο υγρό άζωτο. Ωστόσο, δεν είναι τόσο ευαίσθητα όπως τα μοντέλα χαμηλής θερμοκρασίας, αλλά είναι αρκετά καλά για ορισμένες εφαρμογές.
Ένα SQUID είναι πολύ ευαίσθητο στην ανίχνευση μαγνητικών πεδίων ενέργειας, τόσο χαμηλό όσο 100 δισεκατομμύρια φορές μικρότερο από την ενέργεια που κινεί μια βελόνα πυξίδας. Αυτή η εξαιρετική ευαισθησία τους καθιστά ιδανικούς για εξαιρετικά ευαίσθητες εφαρμογές στην έρευνα, τις βιολογικές μελέτες και τις ιατρικές εξετάσεις όπου τα παρόντα μαγνητικά πεδία δεν μπορούν να μετρηθούν χρησιμοποιώντας συμβατικά όργανα.
Για παράδειγμα, τα SQUIDS χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ελαφρών σημάτων στον ανθρώπινο εγκέφαλο ή την καρδιά, ανιχνεύοντας τα μαγνητικά πεδία που δημιουργούνται από τα νευρολογικά ρεύματα. Άλλες εφαρμογές περιλαμβάνουν την κατασκευή πολύ ευαίσθητων βαθμίδων, μαγνητόμετρων και βολτόμετρων.
