En superconductividad , un vórtice de Josephson (después de Brian Josephson de la Universidad de Cambridge) es un vórtice cuántico de supercorrientes en una unión de Josephson (ver efecto Josephson ). Las supercorrientes circulan alrededor del centro del vórtice que se encuentra dentro de la barrera de Josephson, a diferencia de los vórtices de Abrikosov en los superconductores de tipo II , que se encuentran en el condensado superconductor.
Los vórtices de Abrikosov (después de Alexei Abrikosov ) en superconductores se caracterizan por núcleos normales [1] donde el condensado superconductor se destruye en una escala de la longitud de coherencia superconductora ξ (típicamente 5-100 nm). Los núcleos de los vórtices de Josephson son más complejos y dependen de la naturaleza física de la barrera. En las uniones de Josephson superconductor-metal normal-superconductor (SNS) existen correlaciones superconductoras medibles inducidas en la barrera N por el efecto de proximidad de los dos electrodos superconductores vecinos. De manera similar a los vórtices de Abrikosov en superconductores, los vórtices de Josephson en las uniones SNS Josephson se caracterizan por núcleos en los que las correlaciones se suprimen por interferencia cuántica destructiva y se recupera el estado normal. [2] Sin embargo, a diferencia de los núcleos de Abrikosov, que tienen un tamaño ~ ξ , el tamaño de los de Josephson no está definido únicamente por parámetros microscópicos. Más bien, depende de las supercorrientes que circulan en los electrodos superconductores, el campo magnético aplicado, etc. En las uniones de túnel de Josephson superconductor-aislante-superconductor (SIS) no se espera que los núcleos tengan una firma espectral específica; no fueron observados.
Por lo general, los bucles de supercorriente del vórtice de Josephson crean un flujo magnético que equivale, en uniones Josephson lo suficientemente largas, a Φ 0, un cuanto de flujo único . Sin embargo , también pueden existir vórtices fraccionales en las uniones de Josephson superconductor-ferromagnet-superconductor o en uniones en las que hay discontinuidades de fase superconductora. Fue demostrado por Hilgenkamp et al. que los vórtices de Josephson en las llamadas uniones Josephson Long 0-π también pueden transportar la mitad del cuanto de flujo , y se denominan semiflujos . Se ha demostrado que, en determinadas condiciones, un vórtice de Josephson que se propaga puede iniciar otro vórtice de Josephson. Este efecto se llama clonación flux (o clonación fluxon). Aunque aparece un segundo vórtice, esto no viola la conservación del cuanto de flujo único.
Ver también
Referencias
- ^ Hess, HF; Robinson, RB; Dynes, RC; Valles, JM; Waszczak, JV (9 de enero de 1989). "Observación de microscopio de barrido-tunelización del entramado de flujo de Abrikosov y la densidad de los estados cerca y dentro de un fluxoide". Cartas de revisión física . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 62 (2): 214–216. doi : 10.1103 / physrevlett.62.214 . ISSN 0031-9007 .
- ^ Roditchev, Dimitri; Brun, Christophe; Serrier-García, Lise; Cuevas, Juan Carlos; Bessa, Vagner Henrique Loiola; et al. (23 de febrero de 2015). "Observación directa de los núcleos de vórtice de Josephson" . Física de la naturaleza . Springer Science and Business Media LLC. 11 (4): 332–337. doi : 10.1038 / nphys3240 . ISSN 1745-2473 .
- H. Hilgenkamp, Ariando, H.-JH Smilde, DHA Blank, G. Rijnders, H. Rogalla, JR Kirtley y CC Tsuei (2003). " Ordenación y manipulación de los momentos magnéticos en matrices de bucles π superconductores a gran escala ". Naturaleza . 422 (6927): 50–3. Código Bibliográfico : 2003Natur.422 ... 50H . doi : 10.1038 / nature01442 . PMID 12621428 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- DR Gulevich; FV Kusmartsev (2006). " Clonación de flujo en líneas de transmisión Josephson ". Phys. Rev. Lett . 97 (1): 017004. Código Bibliográfico : 2006PhRvL..97a7004G . doi : 10.1103 / PhysRevLett.97.017004 . PMID 16907400 .