Das magnetische Fluss-Quant Φ ist das Quant des magnetischen Flusses, der einen Supraleiter durchführt. Das Phänomen des Flusses quantization wurde von B. S. Deaver und W. M. Fairbank und, unabhängig, von R. Doll und M. Nabauer 1961 entdeckt. Der quantization des magnetischen Flusses ist nah zur Wirkung der Wenig Parks verbunden, aber wurde früher von Fritz London 1948 mit einem phänomenologischen Modell vorausgesagt.

Das Gegenteil des Fluss-Quants, 1/Φ, wird den Josephson unveränderlich genannt, und wird K angezeigt. Es ist die Konstante der Proportionalität der Wirkung von Josephson, den potenziellen Unterschied über einen Verbindungspunkt von Josephson zur Frequenz des Ausstrahlens verbindend. Die Wirkung von Josephson wird sehr weit verwendet, um einen Standard für hohe Präzisionsmaße des potenziellen Unterschieds zur Verfügung zu stellen, die (seit 1990) mit einem festen, "herkömmlichen" Wert vom unveränderlichen Josephson verbunden gewesen sind, hat K angezeigt.

Einführung

Es ist ein Eigentum eines Superstroms (das Superleiten des elektrischen Stroms), dass der magnetische Fluss, der jedes durch solch einen Strom begrenzte Gebiet durchführt, gequantelt wird. Das Quant des magnetischen Flusses ist eine physische Konstante, weil es des zu Grunde liegenden Materials unabhängig ist, so lange es ein Supraleiter ist. Sein Wert ist Φ = h / (2e) =. Hier ist h die Konstante von Planck, und e ist die elementare Anklage.

Wenn das Gebiet unter der Rücksicht völlig daraus besteht, Material superzuführen, wird der magnetische Fluss dadurch Null sein, weil Superströme immer auf solche Art und Weise fließen, um magnetische Felder vom Interieur eines Supraleiters, ein als die Wirkung von Meissner bekanntes Phänomen zu vertreiben. Ein magnetischer Nichtnullfluss kann durch das Einbetten eines Rings erhalten werden, Material in einem normalen (das Nichtsuperleiten) Medium superzuführen. Es gibt keine Superstrom-Gegenwart am Zentrum des Rings, so können magnetische Felder durchgehen. Jedoch werden die Superströme an der Grenze sich einordnen, so dass der magnetische Gesamtfluss durch den Ring in Einheiten von Φ gequantelt wird. Das ist die Idee hinter TINTENFISCHEN, die der genaueste Typ des verfügbaren Magnetometers sind.

Eine ähnliche Wirkung kommt vor, wenn ein Supraleiter des Typs II in ein magnetisches Feld gelegt wird. An genug hohen Feldkräften kann etwas vom magnetischen Feld in den Supraleiter in der Form von dünnen Fäden des Materials eindringen, die normal geworden sind. Diese Fäden, die manchmal fluxons genannt werden, weil sie magnetischen Fluss tragen, sind tatsächlich die Hauptgebiete ("Kerne") von Wirbelwinden im Superstrom. Jeder fluxon trägt eine Zahl der ganzen Zahl von magnetischen Fluss-Quanten.

Quantization des magnetischen Flusses wird durch eine geometrische vereinigte Theorie des Elektromagnetismus und der Schwerkraft bestimmt. Die elektrische elementare Anklage wird gleichzeitig durch die Theorie bestimmt. Außerdem stürmen diese, und Fluss-Quanten geben direkt die Bruchteile, die in der Bruchquant-Saal-Wirkung erscheinen.

Das Messen des magnetischen Flusses

Das magnetische Fluss-Quant kann mit der großen Präzision durch die Ausnutzung der Wirkung von Josephson gemessen werden. Tatsächlich, wenn verbunden, mit dem Maß des von Klitzings unveränderlicher R = h/e, stellt das die genausten Werte des unveränderlichen h von Planck erhalten bis heute zur Verfügung. Das ist bemerkenswert, da h allgemein mit dem Verhalten mikroskopisch kleiner Systeme vereinigt wird, wohingegen die quantization des magnetischen Flusses in einem Supraleiter und der Quant-Saal-Wirkung beide gesammelte mit der thermodynamisch großen Anzahl von Partikeln vereinigte Phänomene sind.

Siehe auch

• Makroskopische Quant-Phänomene
• Komitee auf Daten für die Wissenschaft und Technologie
• Brian D. Josephson
• Fluss-Quant von Dirac
• von Klitzing unveränderlicher