кальмар
-
История и дизайн SQUID
- SQUID (сверхпроводящее квантовое интерференционное устройство) — чувствительный магнитометр для измерения слабых магнитных полей.
- Изобретен в 1964 году Робертом Джаклевичем и др.
- Существует два типа SQUID: постоянного тока (DC) и радиочастоты (RF).
-
DC SQUID
- Основан на эффекте Джозефсона.
- Имеет два джозефсоновских перехода в сверхпроводящем контуре.
- При внешнем магнитном поле возникает экранирующий ток, который нейтрализует внешнее поле.
- Ток периодически меняет направление, изменяясь на полуцелую величину, кратную кванту магнитного потока.
- Напряжение является функцией приложенного магнитного поля и периода, равного кванту магнитного потока.
-
RF SQUID
- Изобретен в 1967 году Робертом Джаклевичем и др.
- Основан на эффекте Джозефсона переменного тока.
- Использует один джозефсоновский переход.
- Менее чувствителен, но дешевле и проще в производстве.
- Измеряет изменения резонансной частоты контура резервуара.
-
Материалы и охлаждение
- Традиционные материалы: ниобий, сплав свинца с золотом или индием.
- Охлаждение: жидкий гелий или жидкий азот.
- Высокотемпературные датчики: YBCO, охлаждаются жидким азотом.
- CNT-SQUID: алюминиевая петля, джозефсоновский переход из углеродных нанотрубок.
- MATBG: двухслойный графен, скрученный под магическим углом.
-
Применение
- Магнитоэнцефалография: измерение нейронной активности мозга.
- Магнитогастрография: регистрация слабых магнитных полей желудка.
- Магнитно-маркерный мониторинг: отслеживание пути перорального введения лекарств.
- Кардиология: визуализация магнитного поля сердца.
- Системы измерения магнитных свойств: измерение магнитных свойств материалов.
- Магнитно-резонансная томография: обнаружение слабых магнитных полей.
- Сканирующий кальмаровый микроскоп: использование SQUID в качестве зонда.
-
Использование сквидов в разведке и геотермальной энергетике
- Сквиды используются в разведке нефти и полезных ископаемых.
- Они применяются в прогнозировании землетрясений и геотермальной энергетике.
-
Применение в научных исследованиях
- Сквиды используются в качестве прецизионных датчиков движения.
- Они применяются для обнаружения гравитационных волн.
-
Использование в гравитационных зондах
- Сквиды используются в гироскопах гравитационного зонда B.
- Они помогают проверять пределы общей теории относительности.
-
Квантовый компьютер D-Wave Systems 2000Q
- Сквиды из переохлажденных ниобиевых проволочных петель используются в квантовом компьютере D-Wave Systems 2000Q.
-
Датчики на границе перехода
- Сквиды считывают данные со сверхпроводящих датчиков с переходной границей.
- Они используются для изучения космического микроволнового фона, рентгеновской астрономии и поиска темной материи.
-
Эксперимент Axion Dark Matter Experiment (ADMX)
- Усовершенствованные СКВИДЫ составляют основу эксперимента ADMX в Вашингтонском университете.
- Аксионы являются основным кандидатом на роль холодной темной материи.
-
Военное применение
- Сквиды могут использоваться для борьбы с подводными лодками.
- Они устанавливаются на морские патрульные самолеты.
-
Суперпарамагнитная релаксометрия (SPMR)
- SPMR использует высокую чувствительность датчиков SQUID к магнитному полю.
- Наночастицы магнетита используются для обнаружения и локализации наночастиц.
- SPMR может применяться для выявления рака.