Quantification du flux dans une boucle supraconductrice (SQUID)
Formule :(flux_magnétique) => flux_magnétique <= 0 ? 'Flux magnétique invalide' : Math.round(flux_magnétique / (2.067833848 * Math.pow(10, -15)))
Comprendre la quantification de 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. Elle est particulièrement essentielle dans des dispositifs appelés dispositifs d'interférence quantique supraconducteurs (SQUIDs), qui sont des magnétomètres d'une sensibilité incroyable.
Le concept
Au cœur de la quantification des 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 (Φzero).
La Formule
La formule pour calculer la quantification du flux est la suivante :
( { magneticFlux }) => Math.round(fluxMagnétique / quantumFluxMagnétique)Où :
- flux magnétique (Φ) Le flux magnétique à travers la boucle supraconductrice, mesuré en Weber (Wb).
- quantum de flux magnétique (Φ)zeroz Le quantum de flux magnétique, une constante fondamentale d'environ 2,067833848 x 10-15 Wb.
Calcul de Exemple
Disons que vous avez un flux magnétique de 4,1357 x 10-15 Wb. En utilisant notre formule :
flux_quantique_magnétique = 2,067833848 * Math.pow(10, -15)fluxMagnetique = 4.1357 * Math.pow(10, -15)n = Math.round(fluxMagnétique / quantumFluxMagnétique)Substituer 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 des SQUIDs
Les SQUIDs tirent parti de la quantification de flux pour mesurer des champs magnétiques extrêmement faibles. Ils trouvent des applications dans divers domaines, notamment :
- Imagerie Médicale Utiliser des techniques comme la magnétoencéphalographie (MEG) pour cartographier l'activité cérébrale.
- Géophysique : Détection de changements minimes dans le champ magnétique de la Terre.
- Science des matériaux : Étudier les matériaux supraconducteurs et leurs propriétés.
FAQ
Q: Quelle est la signification de la quantification du flux ?
La quantification du flux est cruciale pour le fonctionnement des SQUID, leur permettant de détecter des champs magnétiques avec une précision extraordinairement élevée.
Q : Quelle est la taille des champs magnétiques que les SQUID peuvent mesurer ?
Les SQUIDs peuvent mesurer des champs magnétiques aussi petits que 5 x 10-18 T, qui est en effet extrêmement minuscule.
Q : Existe t il des défis pratiques dans l'utilisation des SQUIDs ?
A : Oui, les SQUIDs doivent fonctionner à des températures très basses, proches du zéro absolu, ce qui nécessite des systèmes cryogéniques sophistiqués.
Tags: Physique, Mécanique quantique