Cuantización de flujo en bucle superconductor (SQUID)

Comprendiendo-la-Cuantización-del-Flujo-en-un-Bucle-Superconductor-(SQUID)

La-cuantización-del-flujo-en-bucles-superconductores-es-un-fenómeno-fascinante-que-surge-de-la-naturaleza-cuántica-de-los-superconductores.-Es-particularmente-esencial-en-dispositivos-llamados-Dispositivos-de-Interferencia-Cuántica-Superconductora-(SQUIDs),-que-son-magnetómetros-increíblemente-sensibles.

El-Concepto

En-el-corazón-de-la-cuantización-del-flujo-está-la-cuantización-del-flujo-magnético.-En-un-bucle-superconductor,-el-flujo-magnético-total-(Φ)-que-pasa-a-través-del-bucle-está-cuantizado-en-múltiplos-enteros-del-cuanto-de-flujo-magnético-(Φ₀).

La-Fórmula

La-fórmula-para-calcular-la-cuantización-del-flujo-es-la-siguiente:

(-{-flujoMagnético-})-=>-Math.round(flujoMagnético-/-cuantoFlujoMagnético)

Dónde:

• flujoMagnético-(Φ)---El-flujo-magnético-a-través-del-bucle-superconductor,-medido-en-Webers-(Wb).
• cuantoFlujoMagnético-(Φ₀)---El-cuanto-de-flujo-magnético,-una-constante-fundamental-aproximadamente-igual-a-2.067833848-x-10^-15-Wb.

Cálculo-de-Ejemplo

Supongamos-que-tienes-un-flujo-magnético-de-4.1357-x-10^-15-Wb.-Usando-nuestra-fórmula:

cuantoFlujoMagnético-=-2.067833848-*-Math.pow(10,--15)

flujoMagnético-=-4.1357-*-Math.pow(10,--15)

n-=-Math.round(flujoMagnético-/-cuantoFlujoMagnético)

Sustituyendo-los-valores:

n-=-Math.round(4.1357-*-Math.pow(10,--15)-/-2.067833848-*-Math.pow(10,--15))

Por-lo-tanto:

n-=-2

Así,-el-flujo-magnético-se-cuantiza-en-2-cuantos-de-flujo.

Aplicaciones-de-los-SQUIDs

Los-SQUIDs-aprovechan-la-cuantización-del-flujo-para-medir-campos-magnéticos-extremadamente-pequeños.-Tienen-aplicaciones-en-varios-campos,-incluyendo:

• Imágenes-Médicas:-Usando-técnicas-como-la-Magnetoencefalografía-(MEG)-para-mapear-la-actividad-cerebral.
• Geofísica:-Detectando-cambios-mínimos-en-el-campo-magnético-de-la-Tierra.
• Ciencia-de-los-Materiales:-Estudiando-materiales-superconductores-y-sus-propiedades.

FAQ

Q:-¿Cuál-es-la-importancia-de-la-cuantización-del-flujo?

A:-La-cuantización-del-flujo-es-crucial-para-el-funcionamiento-de-los-SQUIDs,-permitiéndoles-detectar-campos-magnéticos-con-una-precisión-extraordinariamente-alta.

Q:-¿Qué-tan-pequeños-son-los-campos-magnéticos-que-los-SQUIDs-pueden-medir?

A:-Los-SQUIDs-pueden-medir-campos-magnéticos-tan-pequeños-como-5-x-10^-18-T,-lo-cual-es-realmente-minúsculo.

Q:-¿Existen desafíos prácticos en el uso de los SQUIDs?

A: Sí, los SQUIDs necesitan operar a temperaturas muy bajas, cercanas al cero absoluto, lo que requiere sistemas criogénicos sofisticados.

Tags: Física, Superconductividad, Mecánica Cuántica