جدول المحتويات:
- التعريف - ماذا يعني جهاز التوصيل الفائق الكم (SQUID)؟
- تيكوبيديا تشرح فائق التوصيل جهاز التداخل الكمومي (الحبار)
التعريف - ماذا يعني جهاز التوصيل الفائق الكم (SQUID)؟
جهاز التداخل الكمي الفائق التوصيل (SQUID) هو جهاز حساس للغاية لقياس الحقول المغناطيسية الضعيفة. إنها قادرة على قياس المجالات المغناطيسية منخفضة تصل إلى 5 أمتار (5 × 10 -18 تي). بسبب حساسيتها ، تستخدم الحبار على نطاق واسع في البحوث والدراسات البيولوجية وغيرها من القياسات الإلكترونية والمغناطيسية فائقة الحساسية حيث لا يمكن استشعار الإشارات الوهمية باستخدام أدوات القياس التقليدية.
تيكوبيديا تشرح فائق التوصيل جهاز التداخل الكمومي (الحبار)
يتم إنشاء الحبار من حلقة فائقة التوصيل التي تحتوي على تقاطع جوزيفسون واحد أو أكثر.
هناك نوعان من الحبار ، التردد اللاسلكي (RF) الحبار يتكون من تقاطع جوزيفسون واحد ، والتيار المباشر (DC) الحبار مع اثنين أو أكثر من تقاطعات. يعتبر RF أقل تكلفة في الإنشاء ولكنه أقل حساسية مقارنةً بالعاصمة.
يحتوي نموذج DC SQUID على تقاطعات متوازية مدرجة في حلقة فائقة التوصيل. بدون مجال مغناطيسي ، ينقسم تيار الدخل بالتساوي بين الفروع. هذا يحافظ على دائرة خزان متصلة خارجيا في الرنين. يؤدي أي مجال مغناطيسي خارجي إلى حدوث تغيير في تردد الرنين في دائرة الخزان ، واختلال التيار الذي يؤدي إلى الجهد عبر تقاطع جوزيفسون. الجهد هو وظيفة التدفق المغناطيسي ، وبالتالي يمكن قياسها واستخدامها لحساب التدفق المغناطيسي.
المواد فائقة التوصيل المستخدمة للحبار ذات درجات الحرارة المنخفضة هي سبائك النيوبيوم أو سبائك الرصاص. يتم تبريد الجهاز باستخدام الهيليوم السائل للحفاظ على الموصلية الفائقة. يتم تصنيع الحوامض ذات درجة الحرارة العالية من الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية مثل أكسيد النحاس الباريوم الإيتريوم (YBCO) وتبريده باستخدام نيتروجين سائل أرخص ومتوفر بسهولة. ومع ذلك ، فهي ليست حساسة مثل نماذج درجات الحرارة المنخفضة ، ولكنها جيدة بما يكفي لبعض التطبيقات.
تعتبر الحبار حساسة للغاية في اكتشاف حقول الطاقة المغناطيسية ، حيث يقل حجمها بمقدار 100 مليار مرة عن الطاقة التي تحرك إبرة البوصلة. هذه الحساسية الشديدة تجعلها مثالية للتطبيقات شديدة الحساسية في البحوث والدراسات البيولوجية والاختبارات الطبية حيث لا يمكن قياس الحقول المغناطيسية الحالية باستخدام الأدوات التقليدية.
على سبيل المثال ، تستخدم الحبار في قياس الإشارات الوهمية في الدماغ البشري أو القلب من خلال استشعار الحقول المغناطيسية التي أنشأتها التيارات العصبية. وتشمل التطبيقات الأخرى بناء مقاييس درجة الحرارة الحساسة للغاية ، ومقاييس المغنطيسية والفولتميتر.
