सुपरकंडक्टिंग लूप में फ्लक्स क्वांटाइजेशन (एसक्विड)

सुपरकंडक्टिंग लूप (SQUID) में फ्लक्स क्वांटाइजेशन को समझना

सुपरकंडक्टिंग लूपों में फ्लक्स क्वांटाइजेशन एक आकर्षक घटना है जो सुपरकंडक्टर्स के क्वांटम तंत्र से उत्पन्न होती है। यह सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरेंस डिवाइस (SQUIDs) नामक उपकरणों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जो बेहद संवेदनशील मैग्नेटोमीटर हैं।

संकल्पना

फ्लक्स मात्राकरण के केंद्र में चुंबकीय फ्लक्स का मात्राकरण है। एक सुपरकंडक्टिंग लूप में, लूप के माध्यम से गुजरने वाला कुल चुंबकीय फ्लक्स (Φ) चुंबकीय फ्लक्स क्वांटम (Φ के परिप्रेक्ष्य में पूर्णांक गुणांक) के पूर्णांक गुणांक के रूप में मात्रकृत होता है।₀)।

सूत्र

संवहन गणना के लिए सूत्र इस प्रकार है:

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

कहाँ:

• चुंबकीय प्रवाह (Φ) सुपरकंडक्टर लूप के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह, जो वेबर (Wb) में मापा जाता है।
• चुंबकीय फ्लक्स क्वांटम (Φ₀अनुबाद चुंबकीय प्रवाह की मात्रा, एक मौलिक स्थिरांक जो लगभग 2.067833848 x 10 के बराबर है^-15 व्‍हाट्स अप।

उदाहरण गणना

मान लीजिए कि आपके पास 4.1357 x 10 का एक चुंबकीय प्रवाह है^-15 हमारी सूत्र का उपयोग करते हुए:

चुंबकीय फ्लक्स क्वांटम = 2.067833848 * Math.pow(10, -15)

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

n = Math.round(magneticFlux / magneticFluxQuantum)

मानों के मान प्रतिस्थापित करना:

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

इसलिए:

n = 2

तो, चुंबकीय प्रवाह 2 प्रवाह क्वांट में क्वांटाइज़ होता है।

SQUIDs के अनुप्रयोग

SQUIDs फ्लक्स क्वांटाइजेशन का उपयोग बेहद छोटे चुंबकीय क्षेत्रों को मापने के लिए करते हैं। इनका उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में किया जाता है, जिसमें:

• चिकित्सा इमेजिंग: ब्रेन गतिविधियों का मानचित्रण करने के लिए मैग्नेटोएन्सेफलोग्राफी (MEG) जैसी तकनीकों का उपयोग करना।
• भौगोलिक भौतिकी: पृथ्वी के चुम्बकीय क्षेत्र में छोटे छोटे परिवर्तन का पता लगाना।
• सामग्री विज्ञान: सुपरकंडक्टिंग सामग्री और उनकी विशेषताओं का अध्ययन करना।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

Q: प्रवाह क्वांटाइजेशन का महत्व क्या है?

A: फ्लक्स गुणांकन SQUIDs के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है, जिससे वे बेहद उच्च सटीकता के साथ चुंबकीय क्षेत्रों का पता लगा सकते हैं।

SQUIDs ऐसे चुंबकीय क्षेत्र माप सकते हैं जो कई पिकोTesla (pT) से लेकर केवल कुछ फेम्टोTesla (fT) तक छोटे होते हैं।

A: SQUIDs छोटे से छोटे 5 x 10 तक के चुम्बकीय क्षेत्रों को माप सकते हैं।^-18 टी, जो वास्तव में अत्यंत सूक्ष्म है।

प्रश्न: क्या SQUIDs का उपयोग करने में कोई व्यावहारिक चुनौतियाँ हैं?

A: हाँ, SQUIDs को बहुत कम तापमान पर कार्य करना होता है, जो शून्य के लगभग होता है, जिसके लिए अत्याधुनिक क्रायोजेनिक सिस्टम की आवश्यकता होती है।