Josephsonův jev: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
m →‎Další aplikace: typo citace
JAnDbot (diskuse | příspěvky)
m Náhrada šablon {{Hlavní článek}} -> {{Viz též}}; kosmetické úpravy
Řádek 1:
[[FileSoubor:MFI-system-wiki.jpg|thumb|right|Pacientka podstupuje vyšetření srdce snímkováním magnetického pole s využitím technologie SQUID. Většinu objemu zařízení tvoří [[kryogenika]].]]
'''Josephsonův jev''' (čti ''džouzefsnův'', {{IPA|/ˈdʒoʊzəfsən, -səf-/<ref>{{citace elektronické monografie
| titul = Dictionary.com Unabridged
Řádek 22:
 
== Podmínky vzniku jevu ==
[[FileSoubor:Single josephson junction.svg|thumb|upright=0.7|right|Josephsonův přechod; ''A'' a ''B'' jsou supravodiče, ''C'' izolant]]
[[FileSoubor:Josephson junction symbol.svg|thumb|upright=0.5|right|Schematická značka Josephsonova přechodu je křížek]]
Z [[kvantová mechanika|kvantové mechaniky]] vyplývá tzv. [[tunelový jev]], při němž částice procházejí bariérou, která je podle [[klasická fyzika|klasické fyziky]] neprostupná. (Na tom je založena například [[tunelová dioda]].) V případě Josephsonova jevu procházejí izolační vrstvou tzv. [[Cooperův pár|Cooperovy páry]] elektronů se vzájemně opačným [[spin]]em. Takové párování elektronů, které je charakteristické pro supravodiče, funguje jen při nízkých [[termodynamická teplota|teplotách]] a na krátkou vzdálenost zvanou ''[[koherenční délka]]''.
 
Řádek 169:
Planckova konstanta <math>h</math> je základní konstantou celé [[Kvantová fyzika|kvantové teorie]]. Význam Josephsonova jevu spočívá mimo jiné v možnosti velmi přesně měřit její hodnotu podle vztahu
: <math>h = \frac{8\alpha}{\mu_0 c K_{\mathrm J}^2} \,,</math>
kde <math>\alpha</math> je [[konstanta jemné struktury]], <math>\mu_0</math> je [[Permeabilita#Permeabilita vakua|permeabilita vakua]], <math>c</math> je [[rychlost světla]] ve vakuu. Konstanty <math>\mu_0</math> a <math>c</math> mají v soustavě SI stanovené přesné hodnoty a konstanta jemné struktury je změřena řádově přesněji než <math>K_{\mathrm J}</math>. Druhá mocnina ve vzorci znamená, že nepřesnost určení <math>h</math> je dvojnásobná než relativní odchylka měření <math>K_{\mathrm J}</math>, tedy 5 miliontin procenta. Současná tabulková hodnota Planckovy konstanty byla stanovena právě tímto způsobem. Měření Planckovy konstanty jsou mimo jiné součástí plánu [[Mezinárodní úřad pro míry a váhy|Mezinárodního úřadu pro míry a váhy]] na novou, [[nové definice SI|přesnější definici]] [[kilogram]]u a dalších základních jednotek.
 
=== Měření elementárního náboje ===
Řádek 268:
== Využití jevu ==
=== SQUID ===
[[FileSoubor:DC SQUID.svg|thumb|upright=0.7|right|Smyčka ze dvou Josephsonových přechodů tvoří DC SQUID]]
[[FileSoubor:DC SQUID symbol.svg|thumb|upright=0.5|right|Schematická značka DC SQUID]]
{{HlavníViz článektéž|SQUID}}
Zkratkou SQUID (superconducting quantum interference device) se označuje zařízení ve formě [[integrovaný obvod|čipu]] pro extrémně přesné měření slabých magnetických polí na principu Josephsonova jevu. Hojně se využívají ve vědě a inženýrské praxi, ale také v [[lékařství|lékařské]] diagnostice, protože elektrické proudy v živých organismech generují slabá magnetická pole. [[Magnetoencefalografie]] (MEG) tímto způsobem měří [[neurologie|neurální]] aktivitu [[mozek|mozku]], [[magnetokardiografie]] (MCG) aktivitu [[srdeční svalovina|srdečního svalu]] (viz foto v úvodu). SQUIDy jsou schopné zaznamenat magnetická pole slabá až 5×10<sup>-18</sup>&nbsp;[[tesla|T]].<ref>{{Citace monografie
| příjmení = Range
Řádek 303:
 
=== Metrologie ===
[[FileSoubor:NISTvoltChip.jpg|thumb|right|[[Etalon]] elektrického napětí 1&nbsp;[[volt]] vyvinutý v&nbsp;[[Národní institut standardů a technologie|NIST]]. Zleva přicházející [[mikrovlny]] vytváří napětí na sérii 3020 Josephsonových přechodů v&nbsp;pravé části mikročipu.]]
* Převod mikrovlnného záření na elektrické napětí pomocí Josephsonova jevu je základem měřicích etalonů elektrického napětí. Fotografie ukazuje etalon používaný americkým [[Národní institut standardů a technologie|NIST]], ovšem na stejném principu pracuje i státní etalon [[Český metrologický institut|Českého metrologického institutu]] umístěný v Brně.<ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Tesař
Řádek 350:
| jazyk = anglicky
}}</ref>
* V roce [[2013]] navrhl Christian Beck z Univerzity v Cambridgi, že Josephsonovy přechody by mohly zaznamenávat [[axion]]y, jedny z hypotetických [[Elementární částice|částic]], kterými může být tvořena [[temná hmota]].<ref>[http://www.osel.cz/index.php?clanek=7333 Co když jsme už temnou hmotu našli – v Josephsonových přechodech?] – Stanislav Mihulka na [[Osel.cz]]</ref><ref name="Beck_2013">{{Citace elektronického periodika
| příjmení = Beck
| jméno = Christian
Řádek 429:
<references group="pozn" />
=== Reference ===
<references />
=== Související články ===
* [[Indukčnost]], oddíl