सुपरकंडक्टिंग लूप में फ्लक्स क्वांटाइजेशन (एसक्विड)

सुपरकंडक्टिंग-लूप-(SQUID)-में-फ्लक्स-क्वांटीकरण-को-समझना

सुपरकंडक्टिंग-लूप्स-में-फ्लक्स-क्वांटीकरण-एक-आकर्षक-घटना-है-जो-सुपरकंडक्टर्स-की-क्वांटम-मैकेनिकल-प्रकृति-से-उत्पन्न-होती-है।-ये-विशेष-रूप-से-सुपरकंडक्टिंग-क्वांटम-इंटरफेरेंस-डिवाइस-(SQUIDs)-नामक-उपकरणों-में-महत्वपूर्ण-है,-जो-अत्यधिक-संवेदनशील-मैग्नेटोमीटर-होते-हैं।

अवधारणा

फ्लक्स-क्वांटीकरण-के-केंद्र-में-चुंबकीय-प्रवाह-का-क्वांटीकरण-है।-एक-सुपरकंडक्टिंग-लूप-में,-लूप-के-माध्यम-से-गुजरने-वाला-कुल-चुंबकीय-प्रवाह-(Φ)-चुंबकीय-प्रवाह-क्वांटम-(Φ₀)-के-पूर्णाङ्क-गुणकों-में-क्वांटीकृत-होता-है।

सूत्र

फ्लक्स-क्वांटीकरण-की-गणना-करने-का-सूत्र-निम्नलिखित-है:

(-{-magneticFlux-})-=>-Math.round(magneticFlux-/-magneticFluxQuantum)

जहां:

• magneticFlux-(Φ)---सुपरकंडक्टिंग-लूप-के-माध्यम-से-चुंबकीय-प्रवाह,-वेबर्स-(Wb)-में-मापा-जाता-है।
• magneticFluxQuantum-(Φ₀)---चुंबकीय-प्रवाह-का-क्वांटम,-एक-मौलिक-स्थिरांक-जो-लगभग-2.067833848-x-10^-15-Wb-के-बराबर-है।

उदाहरण-गणना

मान-लीजिए-आप-के-पास-4.1357-x-10^-15-Wb-का-चुंबकीय-प्रवाह-है।-हमारे-सूत्र-का-उपयोग-करते-हुए:

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

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

n-=-Math.round(magneticFlux-/-magneticFluxQuantum)

मान-प्रतिस्थापित-करते-हुए:

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

अतः:

n-=-2

तो,-चुंबकीय-प्रवाह-2-फ्लक्स-क्वांटम-में-क्वांटीकृत-होता-है।

SQUIDs-के-अनुप्रयोग

SQUIDs-फ्लक्स-क्वांटीकरण-का-उपयोग-करके-अत्यंत-छोटे-चुंबकीय-क्षेत्रों-को-मापते-हैं।-ये-विभिन्न-क्षेत्रों-में-अनुप्रयोग-पाते-हैं-जिनमें-शामिल-हैं:

• मेडिकल-इमेजिंग:-मस्तिष्क-गतिविधि-का-नक्शा-बनाने-के-लिए-मैग्नेटोएन्सेफलोग्राफ़ी-(MEG)-जैसी-तकनीकों-का-उपयोग-करना।
• भूभौतिकी:-पृथ्वी-के-चुंबकीय-क्षेत्र-में-छोटे-से-छोटे-परिवर्तनों-का-पता-लगाना।
• सामग्री-विज्ञान:-सुपरकंडक्टिंग-सामग्रियों-और-उनके-गुणधर्मों-का-अध्ययन-करना।

FAQ

प्रश्न:-फ्लक्स-क्वांटीकरण-का-महत्व-क्या-है?

उत्तर:-फ्लक्स-क्वांटीकरण-SQUIDs-के-संचालन-के-लिए-महत्वपूर्ण-है,-जिससे-वे-अत्यंत-उच्च-सटीकता-के-साथ-चुंबकीय-क्षेत्रों-का-पता-लगा-सकते-हैं।

प्रश्न:-SQUIDs-कितने-छोटे-चुंबकीय-क्षेत्रों-को-माप-सकते-हैं?

उत्तर:-SQUIDs-5-x-10^-18-T-जितने-छोटे-चुंबकीय-क्षेत्रों-को-माप-सकते-हैं,-जो-वास्तव-में अत्यंत सूक्ष्म है।

प्रश्न: SQUIDs का उपयोग करने में कोई व्यावहारिक चुनौतियां हैं?

उत्तर: हां, SQUIDs को बहुत कम तापमानों पर, शून्य के निकट, संचालित करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए अत्याधुनिक क्रायोजेनिक सिस्टम की आवश्यकता होती है।

Tags: भौतिक विज्ञान, सुपरकंडक्टिविटी, क्वांटम मेकैनिक्स