Satura rādītājs:
- Definīcija - ko nozīmē supravadošā kvantu traucējumu ierīce (SQUID)?
- Techopedia skaidro supravadošo kvantu traucējumu ierīci (SQUID)
Definīcija - ko nozīmē supravadošā kvantu traucējumu ierīce (SQUID)?
Supravadoša kvantu traucējumu ierīce (SQUID) ir ļoti jutīga ierīce vāju magnētisko lauku mērīšanai. Tas spēj izmērīt tikai 5 aT (5 × 10 -18 T) magnētiskos laukus. SQUIDs jutības dēļ tiek plaši izmantoti pētījumos, bioloģiskos pētījumos un citos ultrajutīgos elektroniskos un magnētiskos mērījumos, kur vājos signālus nevar uztvert, izmantojot parastos mērīšanas instrumentus.
Techopedia skaidro supravadošo kvantu traucējumu ierīci (SQUID)
SQUID ir izveidots no supravadošas cilpas, kas satur vienu vai vairākus Josephson krustojumus.
Pastāv divu veidu SQUID, radio frekvences (RF) SQUID, kas sastāv tikai no viena Džozefsona krustojuma, un līdzstrāvas (DC) SQUID ar diviem vai vairākiem krustojumiem. RF ir lētāks būvniecībā, bet mazāk jutīgs, salīdzinot ar līdzstrāvu.
Tipiskam DC SQUID ir divi paralēli savienojumi, kas ievietoti supravadošā cilpā. Bez magnētiskā lauka ieejas strāva vienādi sadalās starp zariem. Tas uztur ārēji savienotu tvertnes ķēdi pie rezonanses. Jebkurš ārējs magnētiskais lauks izraisa rezonanses frekvences izmaiņas tvertnes ķēdē un strāvas nelīdzsvarotību, kas rada spriegumu visā Džozefsona krustojumā. Spriegums ir magnētiskās plūsmas funkcija, tāpēc to var izmērīt un izmantot, lai aprēķinātu magnētisko plūsmu.
Supravadošie materiāli, ko izmanto zemas temperatūras SQUID, ir tīrs niobijs vai svina sakausējumi. Ierīci atdzesē ar šķidru hēliju, lai saglabātu supravadītspēju. Augstas temperatūras SQUID tiek izgatavoti no augstas temperatūras supravadītājiem, piemēram, itrija bārija vara oksīda (YBCO), un tiek atdzesēti ar lētāku un viegli pieejamu šķidru slāpekli. Tomēr tie nav tik jutīgi kā modeļi ar zemu temperatūru, taču ir pietiekami labi, lai tos izmantotu dažos gadījumos.
SQUID ir ļoti jutīgs magnētisko enerģijas lauku noteikšanā, sasniedzot pat 100 miljardus reižu mazāku enerģiju nekā enerģija, kas kustina kompasa adatu. Šī ārkārtējā jutība padara tos ideāli piemērotus ļoti jutīgiem lietojumiem pētījumos, bioloģiskos pētījumos un medicīniskos testos, kur esošos magnētiskos laukus nevar izmērīt, izmantojot parastos instrumentus.
Piemēram, SQUIDS tiek izmantoti, lai mērītu vājus signālus cilvēka smadzenēs vai sirdī, izjūtot neiroloģisko strāvu radītos magnētiskos laukus. Pie citiem pielietojumiem pieder ļoti jutīgu gradiometru, magnetometru un voltmetru uzbūve.
