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超导与磁共振之间的联系

时间:2023-01-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:2.2.7 超导磁力仪超导磁力仪是利用基于约瑟夫森效应的器件制成的磁力仪,其灵敏度可达10-14T·Hz-1/2,适用于微弱磁场的测定和物质磁性的研究。SQUID基于物理学的三个重大发现:低温超导性、超导性的物理解释和在两个超导体之间的薄绝缘层发生的称为Josephson效应。超导性以电子形成对来解释,因此在每一对中的两个电子具有相反的自旋和动量。在超导体中,有一简单描述所有Cooper对的波函数。
超导磁力仪_地球物理基础综合

2.2.7 超导磁力仪

超导磁力仪是利用基于约瑟夫森(Josephson)效应的器件制成的磁力仪,其灵敏度可达10-14T·Hz-1/2,适用于微弱磁场的测定和物质磁性的研究。SQUID(超导量子干涉仪)基于物理学的三个重大发现:低温超导性、超导性的物理解释和在两个超导体之间的薄绝缘层发生的称为Josephson效应。超导性以电子形成对来解释,因此在每一对中的两个电子具有相反的自旋和动量(Cooper对)。每一对弱束缚在一起,总的自旋和动量为零。在足够的低温下晶格振动如此之弱,以致它们不能破坏Cooper对,Cooper对无阻力地自由运动。在较高的温度下,这些对被破坏,电子分散并经受阻力。

在超导体中,有一简单描述所有Cooper对的波函数。Josephson结分开了两个超导体。在一个具有两个Josephson结的超导环里,Cooper对通过薄的结(隧道效应),而且因相位差的关系结两端的电压或高或低,当通过环的磁场通量变化时,其电压来回振荡。每一循环意味着一磁通量子(一个非常小的单位),因此,SQUID是一量子力学的仪器,以磁通量子为单位来测量磁场的变化。由于SQUID测量磁场的高精度和灵敏度,它可以用在地磁台从脉动到长期变化的所有的记录,除此以外,该仪器更主要的应用是古地磁和考古地磁样品的测量,数据以数字的形式得到。

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