Регистрация Войти
Вход на сайт

ТОП Новости
» » Создан новый сверхчувствительный магнитометр, работающий за счет явления кинетической индуктивности

Создан новый сверхчувствительный магнитометр, работающий за счет явления кинетической индуктивности

Магнитометр

В 1960-х годах исследователи братии Ford Motor разработали одно из первых утилитарных устройств, использующих явление сверхпроводимости. Это конструкция, SQUID(Superconducting QUantum Interference Device), заключается из сверхпроводящей петли с двумя переходами Джозефсона, больно филигранными пластами диэлектрика, включенного в сверхпроводящий материал. Куперовские четы электронов, передвигающиеся в сверхпроводящем материале, перескакивают переход за счет эффекта квантового туннелирования. Однако, когда на переход Джозефсона подается электрический потенциал, электрический ток сквозь него начинает качаться с больно возвышенной частотой, какая зависит от приложенного усилия.

Вся эта система устройства SQUID больно душещипательна к воздействию наружных магнитных пустотелее, какие будят изменения частоты колебаний тока. Благодаря этому таковские устройства широко используют в качестве магнитометров, датчиков в магнитоэлектроэнцефалографии и датчиков, позволяющих вскрыть тончайшие изменения в магнитном поле Земли, какие изображают предвестниками землетрясений.

Однако, изготовление переходов Джозефсона в сверхпроводящем материале изображает делом нелегким и крайне дорогостоящим, что препятствует машистому распространению SQUID-устройств. Однако исследователи из Технического исследовательского фокуса VTT, Эспо, Финляндия, показали решение вышеупомянутой проблемы, продемонстрировав новейший сверхпроводящий магнитометр, в конструкции какого дудки переходов Джозефсона. "Отличительная беса нашего устройства - это его простота" - повествует физик Джуха Хэссель(Juha Hassel), - "Структура нашего магнитометра заключается всего из сверхпроводящего материала, составленного из десяти филигранных пластов неодинаковых материалов".

Основным компонентом новоиспеченного магнитометра изображает сверхпроводящая петля диаметром в 2 сантиметра, какая, будучи связанной с электрическим конденсатором, формирует колебательный LC-контур, резонирующий на стабильной частоте распорядка 100 МГц. Резонансная частота определяется емкостью конденсатора и индуктивностью петли, какая зависит от ее размеров. Когда на колебательный абрис воздействует внешнее магнитное поле, в сверхпроводящем материале петли за счет эффекта Мейснера возникает электрический ток, заставляющий измениться резонансную частоту абриса.

За счет присутствия явления сверхпроводимости в токах Мейснера "хранится" не всего энергия магнитного поля, однако и кинетическая энергия передвигающихся электронов, что зовется термином кинетическая индуктивность. В материалах, не находящихся в сверхпроводящем состоянии кинетическая энергия электронов рассеивается за счет присутствия у материала электрического сопротивления.

Из-за добавления кинетической составляющей к геометрической индуктивности петли колебательный абрис расстраивается и частота его колебаний смещается в палестину от начальной точки. "Это смещение может быть измерено и это изображает мерой измерения магнитного поля" - повествует Хэссель, - "Вторым информационным сигналом изображает амплитуда колебаний, какая также вручает кое-какую информацию об измеряемом магнитном поле".

К сожалению, чувствительность этого новоиспеченного и более простого магнитометра внушительно аховее, нежели чувствительность традиционных SQUID-магнитометров, однако, новейший магнитометр владеет гораздо более машистый динамический диапазон. "А увеличение чувствительности - это лишь девало увеличения чувствительности измерительных электронных цепей. Я почитаю, что в скором времени нам удастся повысить чувствительность нашего устройства в десятки и в сотни раз" - повествует Джуха Хэссель, - "Однако наше конструкция обладает одним огромным преимуществом - отсутствием переходов Джозефсона. Благодаря этому оно будет способно вытеснить более дорогие SQUID-магнитометры в неодинаковых зонах, вводя и изыскания в области биомагнетизма".
Рейтинг статьи:
  

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.