vórtice de Josephson

En la superconductividad , un vórtice de Josephson (llamado así por Brian Josephson de la Universidad de Cambridge) es un vórtice cuántico de supercorrientes en una unión de Josephson (véase efecto Josephson ). Las supercorrientes circulan alrededor del centro del vórtice, que se encuentra dentro de la barrera de Josephson, a diferencia de los vórtices de Abrikosov en los superconductores de tipo II , que se ubican en el condensado superconductor.

Los vórtices de Abrikosov (en honor a Alexei Abrikosov ) en superconductores se caracterizan por núcleos normales ^{[ 1 ]} donde el condensado superconductor se destruye en una escala de la longitud de coherencia superconductora ξ (típicamente 5-100  nm). Los núcleos de los vórtices de Josephson son más complejos y dependen de la naturaleza física de la barrera. En las uniones Josephson superconductor-metal normal-superconductor (SNS) existen correlaciones superconductoras medibles inducidas en la barrera N por el efecto de proximidad de los dos electrodos superconductores vecinos. De manera similar a los vórtices de Abrikosov en superconductores, los vórtices de Josephson en las uniones Josephson SNS se caracterizan por núcleos en los que las correlaciones se suprimen por interferencia cuántica destructiva y se recupera el estado normal. ^{[ 2 ]} Sin embargo, a diferencia de los núcleos de Abrikosov, que tienen un tamaño ~ ξ , el tamaño de los de Josephson no está definido únicamente por parámetros microscópicos. Más bien, depende de las supercorrientes que circulan en los electrodos superconductores, el campo magnético aplicado, etc. En las uniones túnel Josephson superconductor-aislante-superconductor (SIS), no se espera que los núcleos tengan una firma espectral específica; de hecho, no se observaron.

Por lo general, los bucles de supercorriente del vórtice de Josephson crean un flujo magnético que, en uniones de Josephson suficientemente largas, es igual a Φ ₀ — un único cuanto de flujo . Sin embargo, también pueden existir vórtices fraccionarios en uniones de Josephson superconductor-ferromagnético-superconductor o en uniones en las que hay discontinuidades de fase superconductoras. Hilgenkamp et al. demostraron que los vórtices de Josephson en las llamadas uniones de Josephson largas de 0-π también pueden transportar la mitad del cuanto de flujo , y se denominan semifluxones . ^{[ 3 ]} Se ha demostrado que, bajo ciertas condiciones, un vórtice de Josephson propagante puede iniciar otro vórtice de Josephson. Este efecto se denomina clonación de flujo (o clonación de fluxones). ^{[ 4 ]} Aunque aparece un segundo vórtice, esto no viola la conservación del único cuanto de flujo.

• Fluxón
• Efecto Josephson
• Profundidad de penetración de Josephson
• Cruce de Long Josephson
• Ondas de forma
• ecuación de Sine-Gordon