Quantification du flux dans une boucle supraconductrice (SQUID)
Formule :(magneticFlux) =>magneticFlux <= 0 ? 'Flux magnétique non valide' : Math.round(magneticFlux / (2.067833848 * Math.pow(10, -15)))
Comprendre la quantification de flux dans une boucle supraconductrice (SQUID)
La quantification de flux dans les boucles supraconductrices est un phénomène fascinant découlant de la nature mécanique quantique des supraconducteurs. Elle est particulièrement essentielle dans les dispositifs appelés dispositifs d'interférence quantique supraconducteurs (SQUID), qui sont des magnétomètres incroyablement sensibles.
Le concept
Au cœur de la quantification de flux se trouve la quantification du flux magnétique. Dans une boucle supraconductrice, le flux magnétique total (Φ) traversant 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 :
( {magneticFlux}) => Math.round(magneticFlux /magneticFluxQuantum)Où :
- magneticFlux (Φ) - Le flux magnétique traversant la boucle supraconductrice, mesuré en Webers (Wb).
- magneticFluxQuantum (Φ0) - Le quantum de flux magnétique, une constante fondamentale approximativement égale à 2,067833848 x 10-15 Wb.
Exemple Calcul
Disons que vous avez un flux magnétique de 4,1357 x 10-15 Wb. En utilisant notre formule :
magneticFluxQuantum = 2.067833848 * Math.pow(10, -15)magneticFlux = 4.1357 * Math.pow(10, -15)n = Math.round(magneticFlux / MagneticFluxQuantum)En remplaçant les valeurs :
n = Math.round(4.1357 * Math.pow(10, -15) / 2.067833848 * Math.pow(10, -15))Par conséquent :
n = 2Ainsi, le flux magnétique se quantifie en 2 quanta de flux.
Applications de SQUIDs
Les SQUIDs exploitent la quantification du flux pour mesurer des champs magnétiques extrêmement petits. Elles trouvent des applications dans divers domaines, notamment :
- Imagerie médicale : Utilisation de techniques telles que la magnétoencéphalographie (MEG) pour cartographier l'activité cérébrale.
- Géophysique : Détection de changements infimes 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 essentielle au fonctionnement des SQUID, leur permettant de détecter les champs magnétiques avec une précision extraordinairement élevée.
Q : Quelle est la taille des champs magnétiques que les SQUID peuvent mesurer ?
R : Les SQUID peuvent mesurer des champs magnétiques aussi petits que 5 x 10-18 T, ce qui est en effet extrêmement minuscule.
Q : L'utilisation de ces technologies pose-t-elle des problèmes pratiques ? Des SQUIDs ?
R : Oui, les SQUIDs doivent fonctionner à des températures très basses, proches du zéro absolu, ce qui nécessite des systèmes cryogéniques sophistiqués.