Quantification du flux dans une boucle supraconductrice (SQUID)

Comprendre-la-quantification-du-flux-dans-une-boucle-supraconductrice-(SQUID)

La-quantification-du-flux-dans-les-boucles-supraconductrices-est-un-phénomène-fascinant-découlant-de-la-nature-quantique-des-supraconducteurs.-Il-est-particulièrement-essentiel-dans-les-dispositifs-appelés-Dispositifs-Interférentiels-Quantum-Supraconducteurs-(SQUIDs),-qui-sont-des-magnétomètres-incroyablement-sensibles.

Le-concept

Au-cœur-de-la-quantification-du-flux-se-trouve-la-quantification-du-flux-magnétique.-Dans-une-boucle-supraconductrice,-le-flux-magnétique-total-(Φ)-passant-à-travers-la-boucle-est-quantifié-en-multiples-entiers-du-quantum-de-flux-magnétique-(Φ₀).

La-formule

La-formule-pour-calculer-la-quantification-du-flux-est-la-suivante-:

(-{-fluxMagnetique-})-=>-Math.round(fluxMagnetique-/-quantumFluxMagnetique)

Où-:

• fluxMagnetique-(Φ)---Le-flux-magnétique-à-travers-la-boucle-supraconductrice,-mesuré-en-Webers-(Wb).
• quantumFluxMagnetique-(Φ₀)---Le-quantum-de-flux-magnétique,-une-constante-fondamentale-approximativement-égale-à-2.067833848-x-10^-15-Wb.

Exemple-de-calcul

Disons-que-vous-avez-un-flux-magnétique-de-4.1357-x-10^-15-Wb.-En-utilisant-notre-formule-:

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

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

n-=-Math.round(fluxMagnetique-/-quantumFluxMagnetique)

En-substituant-les-valeurs-:

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

Donc-:

n-=-2

Ainsi,-le-flux-magnétique-se-quantifie-en-2-quanta-de-flux.

Applications-des-SQUIDs

Les-SQUIDs-exploitent-la-quantification-du-flux-pour-mesurer-des-champs-magnétiques-extrêmement-faibles.-Ils-trouvent-des-applications-dans-divers-domaines,-notamment-:

• Imagerie-médicale-:-Utilisation-de-techniques-comme-la-Magnétoencéphalographie-(MEG)-pour-cartographier-l'activité-cérébrale.
• Géophysique-:-Détection-de-changements-minimes-dans-le-champ-magnétique-terrestre.
• Science-des-matériaux-:-Étude-des-matériaux-supraconducteurs-et-de-leurs-propriétés.

FAQ

Q-:-Quelle-est-l'importance-de-la-quantification-du-flux-?

R-:-La-quantification-du-flux-est-cruciale-pour-le-fonctionnement-des-SQUIDs,-leur-permettant-de-détecter-les-champs-magnétiques-avec-une-précision-extraordinairement-élevée.

Q-:-Quelle-est-la-taille-des-champs-magnétiques-que-les-SQUIDs-peuvent-mesurer-?

R-:-Les-SQUIDs-peuvent-mesurer-des-champs-magnétiques-aussi-faibles-que-5-x-10^-18-T,-ce-qui-est-en-effet-extrêmement-minuscule.

Q-:-Existe-t-il-des-défis pratiques dans l'utilisation des SQUIDs ?

R : Oui, les SQUIDs doivent fonctionner à très basses températures, proches du zéro absolu, ce qui nécessite des systèmes cryogéniques sophistiqués.

Tags: Physique, Supraconductivité, Mécanique quantique