Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Киршвинк Дж. -> "Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1" -> 63

Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 - Киршвинк Дж.

Киршвинк Дж., Джонса Д. Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме. Том 1 — М.: Мир, 1989. — 353 c.
ISBN 5-03-001274-5
Скачать (прямая ссылка): biogenniymagnetit1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 150 >> Следующая

й\|/, i
— = --(EiVi + Е\|/2), (10)
д( ti
d\|/2 i
-^T= + ?Vi), (11)
где e-малый коэффициент связи. Теперь, подставляя в систему уравнений (10) и (11) выражения для волновых функций
\|/, = pPexpO'SJ, (12)
Vz = Рг/2 exp (i52) (13)
и приравнивая отдельно мнимые и действительные части получающихся таким образом формул, можно вывести уравнения движения для амплитудных и фазовых функций куперовских пар:
Р! = (2/^)spsin(52 - 5t) = - р2, (14)
62-S, =(1/Л)(е2-е1). (15)
Используя соотношение
Js =/,/с = ерт/2с , (16)
где Is ток в контакте Джозефсона, ст- площадь области, через которую туннелируют куперовские пары, т- объем сверхпроводящей области, преобразуем (14) и (15) в уравнения, обычно называемые уравнениями Джозефсона:
2п .
Js = (ерте/стЙ) [sin (52 - 5,) - — jAds] , (17)
~ (j^j (z2 ~ ?i) = leV/K - (18)
Здесь V- разность потенциалов между двумя сторонами контакта. Член с векторным потенциалом А введен для того, чтобы удовлетворить требованию калибровочной инвариантности. Последнее уравнение представляет собой следствие того факта, что туннельный ток переносится парами электронов, находящимися вблизи поверхности Ферми.
Анализ уравнений Джозефсона позволяет описать картину, возни-
кающую при сближении двух сверхпроводников до достаточно малого расстояния. При этом прежде всего возникает ток, приводящий к выравниванию фаз волновых функций по разные стороны контакта. Равновесие достигается, когда б, и е2, а также и 52 становятся одинаковыми и ток перестает течь. Если контакт подсоединить к источнику тока, то на нем возникает разность фаз Д5 = 62 — 5j, удовлетворяющая уравнению (17). При изменениях тока через контакт на нем в соответствии с уравнением (18) будет появляться разность потенциалов, исчезающая при установлении нового равновесного значения тока и соответствующей разности фаз Д5. Наибольшая плотность тока, которую пропускает контакт при нулевой разности потенциалов, определяется уравнением (17) при Д8 = я/2 и А = 0.
2.3. Конструкции высокочастотных сквидов
Высокочастотный сквид состоит из сверхпроводящего кольца или петли с индуктивностью L, которое прервано контактом Джозефсона, называемым иначе «слабым звеном». В ранних экспериментальных работах слабое звено получали различными способами: нанося каплю припоя на кусочек проволоки, делая пропилы специальной формы в цилиндрической пленке и т.д. Основными факторами, определяющими качество сквида, являются его индуктивность, возможность эффективной и контролируемой связи с внешним магнитным потоком, стабильность характеристик. Эти факторы зависят от геометрии датчика. Мы опишем две конструкции датчика-мостик Дайема (Dayhem) и точечный контакт, которые чаще всего использовались в магнитометрах, обсуждающихся в данной главе. Обе эти конструкции не являются контактами Джозефсона в строгом смысле, однако сквиды и с этими типами переходов имеют на выходе сигнал, который является периодической функцией внешнего магнитного поля В.
Цилиндр из диэлентрина
Рис. 4.5. Устройство сквида с мостиком Дайема.
На рис. 4.5 показано устройство сквида с мостиком Дайема. Мостик получают, делая прорези в тонкой пленке сверхпроводящего материала, наносимой на кварцевый цилиндр. Через мостик проходит весь ток, циркулирующий в кольце сквида, и эта область некоторую часть цикла
Катушка
Рис. 4.6. Конструкции сквидов с точечными контактами. А. Тороидальный сквид, Б. Двухдырочный сквид, В. Простейший однодырочный сквид.
работы датчика может находиться в нормальном (не сверхпроводящем) состоянии. Высокочастотное поле на сквиде создается специальной катушкой, напряжение на которой и является выходным напряжением датчика. Сквиды с мостиком Дайема использовались во многих ранних конструкциях магнитометров, изготавливавшихся для палеомагнитных исследований. В то время этот тип сквидов предпочитали сквидам с точечным контактом из-за недостаточной механической стабильности последнего. Слабым звеном сверхпроводящего кольца в сквидах с точечным контактом служит область соприкосновения заостренного ниобиевого винта с поверхностью детали из того же материала. Конструкция простейшего сквида этого типа показана на рис. 4.6, В. Такая простая конструкция была затем заменена двухдырочной (рис. 4.6,5), а позже - тороидальной (рис. 4.6, А). Полость тороидального сквида можно рассматривать при этом как замкнутые друг на друга цилиндрические полости двухдырочного сквида. Сейчас наиболее распространена тороидальная конструкция высокочастотных сквидов.
Предыдущая << 1 .. 57 58 59 60 61 62 < 63 > 64 65 66 67 68 69 .. 150 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed