СКВИД

СКВИД

СКВИД (от англ. SQUID, Superconducting Quantum Interference Device — «сверхпроводящий квантовый интерферометр»; в буквальном переводе с английского squid — «кальмар») — это сверхчувствительные магнитометры, которые используются для измерения очень слабых магнитных полей. СКВИД-магнитометры обладают рекордно высокой чувствительностью, достигающей 5•10−33 Дж/Гц (чувствительность по магнитному полю — 10−13 Тл).Для длительных измерений усредненных значений на протяжении нескольких дней возможно достичь значений чувствительности в 5•10−18Тл.

Использование СКВИДов

Исключительно высокая энергетическая чувствительность (порядка долей постоянной Планка), которой характеризуются СКВИДы при измерениях магнитных полей, открыла новые возможности в экспериментах фундаментальной физики. Одна из этих задач состоит в оценке возможной величины электрического дипольного момента (ЭДМ) электрона. Общеизвестно, что электроны обладают электрическим зарядом и спином. Эффекты, связанные с нарушением Т- и СР-инвариантности, не запрещают электрону иметь распределение электрического заряда, не совпадающее с распределением его массы, то есть электрический дипольный момент.Различные модели предсказывают существование у электрона ЭДМ на уровне от 10−20 см на заряд электрона до 10−28 см на заряд электрона, а возможно, и ещё меньше.Соответствующие опыты со СКВИДом показали, что ЭДМ у электронов меньше, по крайней мере, 10−22 см на заряд электрона.

Этот результат вошел в справочники по свойствам элементарных частиц и к настоящему времени стал причиной для целой серии подобных измерений. На исключительно высокой чувствительности к магнитному потоку основывается весь спектр медицинских (магнитогастрография, магнитоэнцефалография, исследование сердца, магнитный маркерный мониторинг) и технических (геофизическая разведка, ядерный магнитный резонанс) применений СКВИДов.Также есть соображения в части применения СКВИДов в квантовом компьютере в качестве кубитов.

Сканирующий СКВИД-микроскоп

В отличие от традиционных магнитометров, в которых СКВИДы применяются в качестве пассивных датчиков постоянного или низкочастотного магнитного поля, в новом микроскопе используется переменный ток микроволновой частоты, который циркулирует по кольцу СКВИДа, когда на его джозефсоновских переходах возникает постоянное напряжение (нестационарный эффект Джозефсона). Основной принцип действия состоит в том, что микроволновой ток течет в кольце СКВИДа легче, когда рядом с ним находится проводящий образец.