Mikä on Josephsonin ilmiö?
Josephsonin ilmiö
{'answer_start': array([30]), 'answer_text': array(['Brian David Josephsonin 1962 keksimä kontaktiliitoksella toisiinsa yhdistettyjä suprajohteita koskeva ilmiö'],
      dtype=object)}
Josephsonin ilmiö on fyysikko Brian David Josephsonin 1962 keksimä kontaktiliitoksella toisiinsa yhdistettyjä suprajohteita koskeva ilmiö (tai oikeammin joukko ilmiöitä).[1][2][3][4] Tällaisessa Josephsonin liitoksessa voi tunneli-ilmiön vaikutuksesta kulkea supravirta, vaikka jännite-ero liitoksen eri puolilla on nolla, eikä itse liitos ole suprajohtava.[1][2] Jos taas jännite-ero pidetään vakiona 



V


{\displaystyle V}

, kulkee liitoksen kautta sinimuotoisesti vaihteleva supravirta, jonka taajuus on 



f
=
2
e
V
∣
h


{\displaystyle f=2eV\mid h}

. Tunneli-ilmiö on tunnettu 1950-luvulta asti, mutta suprajohtavaa tunneloitumista, jossa ilmenee Cooperin pareja ennustettiin ensimmäisen kerran 1962.[5][6] Jos suprajohteet ovat yhteydessä toisiinsa kahden tai useamman Josephsonin liitoksen välityksellä, aiheutuu ulkoisessa magneettikentässä eri reittejä pitkin kulkevien supravirtojen superponoituessa interferenssi-ilmiöitä. Josephsonin liitos voidaan toteuttaa ns. pistekontaktina teräväkärkisen suprajohtavan ruuvin koskettaessa toista suprajohdetta tai myös kahden suprajohteen välisellä oksidi- tai normaalimetallikerroksella. Koska taajuus 



f


{\displaystyle f}

 ja jännite 



V


{\displaystyle V}

 ovat tarkasti mittatavissa voidaan ilmiön avulla avulla määrittää elektronin varauksen 



e


{\displaystyle e}

 ja Planckin vakion 



h


{\displaystyle h}

 suhde erittäin tarkasti. Josephsonin ilmiöön perustuvilla laitteilla on lisäksi mahdollista mitata hyvin pieniä jänniteitä (jopa 




10

−
15


V


{\displaystyle 10^{-15}V}

) ja magneettikenttien muutoksia (tarkkuudella 




10

−
13


V
s

m

−
2




{\displaystyle 10^{-13}Vsm^{-2}}

).[2][1][6]