Quantizzazione del Flusso in Loop Superconduttore (SQUID)

Comprendere_la_Quantizzazione_del_Flusso_in_un_Circuito_Superconduttore_(SQUID)

La_quantizzazione_del_flusso_nei_circuiti_superconduttori_è_un_fenomeno_affascinante_che_deriva_dalla_natura_meccanico_quantistica_dei_superconduttori._È_particolarmente_importante_nei_dispositivi_chiamati_Dispositivi_Interferometrici_Quantistici_Superconduttori_(SQUID),_che_sono_magnetometri_estremamente_sensibili.

Il_Concetto

Al_cuore_della_quantizzazione_del_flusso_c'è_la_quantizzazione_del_flusso_magnetico._In_un_circuito_superconduttore,_il_totale_del_flusso_magnetico_(Φ)_che_passa_attraverso_il_circuito_è_quantizzato_in_multipli_interi_del_quanto_di_flusso_magnetico_(Φ₀).

La_Formula

La_formula_per_calcolare_la_quantizzazione_del_flusso_è_la_seguente:

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

Dove:

• magneticFlux-(Φ)---Il_flusso_magnetico_attraverso_il_circuito_superconduttore,_misurato_in_Weber_(Wb).
• magneticFluxQuantum-(Φ₀)---Il_quanto_di_flusso_magnetico,_una_costante_fondamentale_approssimativamente_pari_a_2.067833848_x_10^-15_Wb.

Esempio_di_Calcolo

Poniamo_di_avere_un_flusso_magnetico_di_4.1357_x_10^-15_Wb._Utilizzando_la_nostra_formula:

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

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

n-= Math.round(magneticFlux / magneticFluxQuantum)

Sostituendo_i_valori:

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

Quindi:

n = 2

Così_il_flusso_magnetico_si_quantizza_in_2_quanti_di_flusso.

Applicazioni_dei_SQUID

Gli_SQUID_sfruttano_la_quantizzazione_del_flusso_per_misurare_campi_magnetici_estremamente_piccoli._Trovano_applicazione_in_vari_campi_inclusi:

• Imaging_Medicale: Utilizzando_tecniche_come_la_Magnetoencefalografia_(MEG)_per_mappare_l'attività_cerebrale.
• Geofisica: Rilevare_minuti_cambiamenti_nel_campo_magnetico_terrestre.
• Scienza_dei_Materiali: Studiare_i_materiali_superconduttori_e_le_loro_proprietà.

Domande_Frequenti

D: Qual_è_il_significato_della_quantizzazione_del_flusso?

R: La_quantizzazione_del_flusso_è_cruciale_per_il_funzionamento_degli_SQUID,_consentendo_di_rilevare_campi_magnetici_con_un_precisione_straordinariamente_alta.

D: Quanto_sono_piccoli_i_campi_magnetici_che_gli_SQUID_possono_misurare?

R: Gli_SQUID_possono_misurare_campi_magnetici_così_piccoli_come_5_x_10 ¹⁸_T,_che_sono_veramente_minuscoli.

D: Ci_sono_sfide_pratiche_nell'uso_degli_SQUID?

R: Sì,_gli_SQUID_devono_operare_a_temperature_molto_basse,_vicine_allo_zero_assoluto,_il_che_richiede_sistemi_criogenici sofisticati.

Tags: Fisica, superconduttività, Meccanica quantistica