सुपरकंडक्टिंग लूप में फ्लक्स क्वांटाइजेशन (एसक्विड)

सुपरकंडक्टिंग लूप (SQUID) में फ्लक्स क्वांटाइजेशन को समझना

सुपरकंडक्टिंग लूप में फ्लक्स क्वांटाइजेशन सुपरकंडक्टर्स की क्वांटम मैकेनिकल प्रकृति से उत्पन्न एक आकर्षक घटना है। यह विशेष रूप से सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरेंस डिवाइस (SQUID) नामक उपकरणों में आवश्यक है, जो अविश्वसनीय रूप से संवेदनशील मैग्नेटोमीटर हैं।

अवधारणा

फ्लक्स क्वांटाइजेशन के मूल में चुंबकीय प्रवाह का क्वांटाइजेशन है। एक अतिचालक लूप में, लूप से गुजरने वाले कुल चुंबकीय फ्लक्स (Φ) को चुंबकीय फ्लक्स क्वांटम (Φ₀) के पूर्णांक गुणकों में परिमाणित किया जाता है।

सूत्र

फ्लक्स परिमाणीकरण की गणना करने का सूत्र इस प्रकार है:

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

जहाँ:

• magneticFlux (Φ) - अतिचालक लूप के माध्यम से चुंबकीय फ्लक्स, जिसे वेबर (Wb) में मापा जाता है।
• magneticFluxQuantum (Φ₀) - चुंबकीय फ्लक्स की क्वांटम, एक मूल स्थिरांक जो लगभग 2.067833848 x 10^-15 Wb.

उदाहरण गणना

मान लीजिए कि आपके 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)

मानों को प्रतिस्थापित करते हुए:

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

इसलिए:

n = 2

अतः, चुंबकीय फ्लक्स 2 फ्लक्स क्वांटा में परिमाणित हो जाता है।

SQUIDs के अनुप्रयोग

SQUIDs अत्यंत छोटे चुंबकीय क्षेत्रों को मापने के लिए फ्लक्स परिमाणीकरण का लाभ उठाते हैं। वे विभिन्न क्षेत्रों में अनुप्रयोग पाते हैं जिनमें शामिल हैं:

• मेडिकल इमेजिंग: मस्तिष्क गतिविधि को मैप करने के लिए मैग्नेटोएन्सेफेलोग्राफी (एमईजी) जैसी तकनीकों का उपयोग करना।
• भूभौतिकी: पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में मिनट परिवर्तनों का पता लगाना।
• पदार्थ विज्ञान: सुपरकंडक्टिंग सामग्री और उनके गुणों का अध्ययन करना।

सामान्य प्रश्न

प्रश्न: फ्लक्स क्वांटिज़ेशन का महत्व क्या है?

उत्तर: फ्लक्स क्वांटिज़ेशन SQUIDs के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है, जो उन्हें असाधारण उच्च परिशुद्धता के साथ चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगाने में सक्षम बनाता है।

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

उत्तर: SQUIDs 5 x 5 जितने छोटे चुंबकीय क्षेत्रों को माप सकते हैं 10-18 टी, ​​जो वास्तव में अत्यंत नगण्य है।

प्रश्न: क्या SQUIDs के उपयोग में कोई व्यावहारिक चुनौतियाँ हैं?

उत्तर: हाँ, SQUIDs को बहुत कम तापमान पर, पूर्ण शून्य के करीब, संचालित करने की आवश्यकता होती है, जिसके लिए परिष्कृत क्रायोजेनिक प्रणालियों की आवश्यकता होती है।