"EFECTO JOSEPHSON" (JOSEPHSON=HIJO DE JOSE= CRISTO= EFECTO TUNEL= GUSANO) - Secreto Masonico

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Una unión de Josephson real. La línea horizontal es el primer electrodo, mientras que la línea vertical es el segundo electrodo. El cuadrado que las separa es un aislante que tiene en el centro donde se encuentran los dos electrodos una pequeña apertura a través de la cual está la verdadera unión Josephson.

El efecto Josephson es un efecto físico que se manifiesta por la aparición de una corriente eléctrica por efecto túnel entre dos superconductores separados. El físico británico Brian David Josephson predijo tal efecto en 1962^[1] Un año más tarde, las uniones Josephson fueron construidas por primera vez por Anderson y Rowell.^[2] Estos trabajos le valieron a Josephson el premio Nobel de física en 1973 (junto con Leo Esaki e Ivar Giaever).

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Descripción[editar]

Según la teoría BCS, la corriente eléctrica en los superconductores no la transportan electrones simples como sería el caso normal, sino pares de electrones, los llamados pares de Cooper.

Cuando los docs superconductores están separados por una capa de un medio aislante o un metal no superconductor de unos pocos nanometros, los pares de Cooper pueden atravesar la barrera por efecto túnel, un efecto característico de la mecánica cuántica. Aunque los pares de Cooper no pueden existir en un aislante o un metal no superconductor, cuando la capa que separa los dos superconductores es lo suficientemente estrecha, estos la pueden atravesar y guardar su coherencia de fase. Es la persistencia de esta coherencia de fase lo que da lugar al efecto Josephson.

Las ecuaciones básicas^[3] que gobiernan la dinámica del efecto Josephson son:

$U(t) = frac{hbar}{2 e} frac{partial phi}{partial t}$ (ecuación de la evolución de fase superconductora)

$frac{}{} I(t) = I_c sin (phi (t))$ (relación de Josephson o de enlace débil corriente-fase)

donde $U(t$ ) e $I(t)$ son los voltajes y la corriente a través de la unión de Josephson, $phi (t)$ es la diferencia de fase entre las funciones de onda en los dos superconductores que forman la unión, e $I_c$ es una constante, la corriente crítica de la unión. La corriente crítica es un parámetro experimental importante del dispositivo que puede alterarse tanto por la temperatura como por un campo magnético aplicado. La constante física, $egin{matrix} frac{h}{2 e} end{matrix}$ es el cuanto de flujo magnético, la inversa del cual es la constante de Josephson.

Se distinguen dos tipos de efecto Josephson, el efecto Josephson continuo (D.C. Josephson effect en inglés) y el efecto Josephson alterno (A.C. Josephson effect en inglés).

Efecto Josephson alterno[editar]

Con un voltaje fijo $U_{DC}$ entre las uniones, la fase variará linealmente con el tiempo y la corriente será una corriente alterna con una amplitud de $I_c$ y una frecuencia de $egin{matrix} frac{2 e}{h} end{matrix}$ $U_{DC}$ . Esto significa que la unión de Josephson puede funcionar como un convertidor voltaje-frecuencias perfecto.

La corriente a través de la barrera separando los superconductores es:

$I_s=I_c sin (phi_1-phi_2)$

donde $I_c$ es una corriente característica de la unión y $phi_{1,2}$ son las fases superconductoras de los dos superconductores.

Por otra parte, la fase superconductora está conjugada canónicamente con el número de partículas, y obedece a la ecuación de movimiento:

$hbar frac{d (phi_1-phi_2)}{dt} = 2 e (V_1-V_2)$

donde $e$ es la carga del electrón, y $V_1-V_2$ es la diferencia de potencial existente entre los dos superconductores.

Por ello resulta que:

$I(t)=I_c sin left(frac{2e}{hbar} (V_1 -V_2) t +varphi_0 ight)$

O dicho de otra forma, la aplicación de una diferencia de potencial conlleva las oscilaciones de la corriente superconductora a una frecuencia de $frac{2 e}{h} (V_1-V_2)$ . El efecto Josephson alterno es una forma de medir la relación $e/h$ .

Efecto Josephson continuo[editar]

El efecto Josephson continuo se refiere al fenómeno de una corriente continua que atraviesa el aislante en ausencia de un campo electromagnético externo. Se obtiene al aplicar un campo magnético a una unión de Josephson. El campo magnético produce un desfase entre los pares de Cooper que atraviesan la unión de forma análoga al efecto Aharonov-Bohm. Este desfase puede producir interferencias destructivas entre los pares de Cooper, lo que constituye una reducción de la corriente máxima que puede atravesar la unión. Si $Phi$ es el flujo magnético a través de la unión, se tiene la relación:

$I_s^{max}= I_c frac{sin frac{pi Phi}{Phi_0}}{frac{pi Phi}{Phi_0}}$

El efecto Josephson continuo se aprovecha en los SQUIDs (Superconducting Quantum Inteference Device) para medir los campos magnéticos.

https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Josephson

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Brian David Josephson
Brian David Josephson
Nacimiento	4 de enero de 1940 (75 años) Cardiff (Reino Unido)
Residencia	Reino Unido
Nacionalidad	Reino Unido
Campo	física
Instituciones	Universidad de Cambridge
Alma máter	Universidad de Cambridge
Conocido por	Efecto Josephson
Premios destacados	Medalla Hughes (1972) Medalla y Premio Faraday (1972) Medalla Elliott Cresson (1972) Premio Nobel de Física (1973) Premio Holweck (1973)
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Brian David Josephson (Cardiff, País de Gales 1940) es un físico británico galés galardonado con el Premio Nobel de Física del año 1973 por la predicción del efecto Josephson.

Desde finales de 2007 es profesor jubilado de la Universidad de Cambridge, siendo luego jefe del proyecto de unificación mente-materia en la Teoría de la Materia Condensada. También es miembro del Trinity College de Cambridge.

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Biografía[editar]

Brian nació el 4 de enero de 1940 en la ciudad de Cardiff. Se graduó en física en 1960 en la Universidad de Cambridge, universidad en la cual se doctoró cuatro años después.

Carrera académica[editar]

Josephson se convirtió en un miembro del Trinity College de Cambridge^[1] en 1962 antes de de que se mudará a los Estados Unidos a tomar una posición como profesor asistente de la investigación en la Universidad de Illinois.^[1] Volvió a la Universidad de Cambridge en 1967 como ayudante de dirección de la investigación en el Laboratorio Cavendish y luego profesor de física en 1974,^[1] mantuvo esa ocupación hasta su jubilación en 2007.

Desde 1983 Josephson ha sido nombrado como profesor visitante en varias instituciones como la Universidad Estatal Wayne en 1983,^[1] el Indian Institute of Science en 1984^[1] y la Universidad de Missouri- Rolla^[1] en 1987.

Josephson es miembro del Grupo de la Teoría de la Materia Condensada ( TCM ), un grupo de físicos teóricos en el Laboratorio Cavendish, estando hay una gran parte de su carrera de investigación. Mientras trabajaba en el grupo TCM fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1973 cuando todavía tenía el nivel académico de lector en la física. Compartió el premio con el físico japonés Leo Esaki y físico estadounidense Ivar Giaever, que recibieron cada una cuarta parte de los premios, y la mitad para Josephson. Inusualmente, Josephson junto con Esaki y Giaever, no fueron ayudados por profesores. Siendo raro que los académicos clasificados por debajo del nivel de profesores ganen el prestigioso premio. Además, y excepcionalmente, cada uno realizó sus investigaciones pertinentes antes de ser galardonado con el doctorado.

Josephson también dirige el Proyecto de Unificación Mente-Materia en el Grupo de TCM.

Investigaciones científicas[editar]

Inició sus actividades de investigación en el Laboratorio Cavendish de la misma Universidad de Cambridge, lugar donde ha desarrollado la totalidad de sus investigaciones científicas. En 1962 predijo el que se llamaría efecto Josephson, según el cual una corriente eléctrica puede fluir entre dos elementos de material superconductor separados por una delgada capa de materia aislante sin sufrir resistencia eléctrica alguna, pese a estar atravesando una capa de material no-superconductor.

En 1973 fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su predicción del efecto Josephson, premio que compartió con los físicos Leo Esaki e Ivar Giaever, quienes lo demostraron experimentalmente.

En este efecto se basa en el diseño de magnetómetros SQUID^[2] , utilizados para la definición del voltio estándar.

Reconocimientos[editar]

Ha recibido los siguintes premios y distinciones:

1969 - Premio New Scientist^[1]
1969 - Premio Research Corporation^[1]
1970 - Premio Fritz London^[1]
1972 - Medalla y Premio Faraday (Instituto de Física)^[1]
1972 - Medalla Elliott Cresson (Instituto Franklin)
1972 - Medalla Hughes, concedida por la Royal Society «particularmente por su descubrimiento de las notables propiedades de las uniones entre los materiales superconductores».^[3]
1972 - Premio Holweck (Instituto de Física e Instituto de Física Francés)^[1]
1973 - Premio Nobel de Física de 1973^[1]
1984 - Sir George Thomson (Instituto de Medición y Control)^[1]

https://es.wikipedia.org/wiki/Brian_David_Josephson

Éxodo 16

1. Partió luego de Elim toda la congregación de los hijos de Israel, y vino al desierto de Sin, que está entre Elim y Sinaí, a los quince días del segundo mes después que salieron de la tierra de Egipto.

2. Y toda la congregación de los hijos de Israel murmuró contra Moisés y Aarón en el desierto;

3. y les decían los hijos de Israel: Ojalá hubiéramos muerto por mano de Jehová en la tierra de Egipto, cuando nos sentábamos a las ollas de carne, cuando comíamos pan hasta saciarnos; pues nos habéis sacado a este desierto para matar de hambre a toda esta multitud.

4. Y Jehová dijo a Moisés: He aquí yo os haré llover pan del cielo; y el pueblo saldrá, y recogerá diariamente la porción de un día, para que yo lo pruebe si anda en mi ley, o no.

5. Mas en el sexto día prepararán para guardar el doble de lo que suelen recoger cada día.

6. Entonces dijeron Moisés y Aarón a todos los hijos de Israel: En la tarde sabréis que Jehová os ha sacado de la tierra de Egipto,

7. y a la mañana veréis la gloria de Jehová; porque él ha oído vuestras murmuraciones contra Jehová; porque nosotros, ¿qué somos, para que vosotros murmuréis contra nosotros?

8. Dijo también Moisés: Jehová os dará en la tarde carne para comer, y en la mañana pan hasta saciaros; porque Jehová ha oído vuestras murmuraciones con que habéis murmurado contra él; porque nosotros, ¿qué somos? Vuestras murmuraciones no son contra nosotros, sino contra Jehová.

9. Y dijo Moisés a Aarón: Di a toda la congregación de los hijos de Israel: Acercaos a la presencia de Jehová, porque él ha oído vuestras murmuraciones.

10. Y hablando Aarón a toda la congregación de los hijos de Israel, miraron hacia el desierto, y he aquí la gloria de Jehová apareció en la nube.

11. Y Jehová habló a Moisés, diciendo:

12. Yo he oído las murmuraciones de los hijos de Israel; háblales, diciendo: Al caer la tarde comeréis carne, y por la mañana os saciaréis de pan, y sabréis que yo soy Jehová vuestro Dios.

13. Y venida la tarde, subieron codornices que cubrieron el campamento; y por la mañana descendió rocío en derredor del campamento.

14. Y cuando el rocío cesó de descender, he aquí sobre la faz del desierto una cosa menuda, redonda, menuda como una escarcha sobre la tierra.

15. Y viéndolo los hijos de Israel, se dijeron unos a otros: ¿Qué es esto? porque no sabían qué era. Entonces Moisés les dijo: Es el pan que Jehová os da para comer.

16. Esto es lo que Jehová ha mandado: Recoged de él cada uno según lo que pudiere comer; un gomer por cabeza, conforme al número de vuestras personas, tomaréis cada uno para los que están en su tienda.

17. Y los hijos de Israel lo hicieron así; y recogieron unos más, otros menos;

18. y lo medían por gomer, y no sobró al que había recogido mucho, ni faltó al que había recogido poco; cada uno recogió conforme a lo que había de comer.

19. Y les dijo Moisés: Ninguno deje nada de ello para mañana.

20. Mas ellos no obedecieron a Moisés, sino que algunos dejaron de ello para otro día, y crió gusanos, y hedió; y se enojó contra ellos Moisés.

21. Y lo recogían cada mañana, cada uno según lo que había de comer; y luego que el sol calentaba, se derretía.

22. En el sexto día recogieron doble porción de comida, dos gomeres para cada uno; y todos los príncipes de la congregación vinieron y se lo hicieron saber a Moisés.

23. Y él les dijo: Esto es lo que ha dicho Jehová: Mañana es el santo día de reposo, el reposo consagrado a Jehová; lo que habéis de cocer, cocedlo hoy, y lo que habéis de cocinar, cocinadlo; y todo lo que os sobrare, guardadlo para mañana.

24. Y ellos lo guardaron hasta la mañana, según lo que Moisés había mandado, y no se agusanó, ni hedió.

25. Y dijo Moisés: Comedlo hoy, porque hoy es día de reposo para Jehová; hoy no hallaréis en el campo.

26. Seis días lo recogeréis; mas el séptimo día es día de reposo; en él no se hallará.

27. Y aconteció que algunos del pueblo salieron en el séptimo día a recoger, y no hallaron.

28. Y Jehová dijo a Moisés: ¿Hasta cuándo no querréis guardar mis mandamientos y mis leyes?

29. Mirad que Jehová os dió el día de reposo, y por eso en el sexto día os da pan para dos días. Estése, pues, cada uno en su lugar, y nadie salga de él en el séptimo día.

30. Así el pueblo reposó el séptimo día.

31. Y la casa de Israel lo llamó Maná; y era como semilla de culantro, blanco, y su sabor como de hojuelas con miel.

32. Y dijo Moisés: Esto es lo que Jehová ha mandado: Llenad un gomer de él, y guardadlo para vuestros descendientes, a fin de que vean el pan que yo os di a comer en el desierto, cuando yo os saqué de la tierra de Egipto.

33. Y dijo Moisés a Aarón: Toma una vasija y pon en ella un gomer de maná, y ponlo delante de Jehová, para que sea guardado para vuestros descendientes.

34. Y Aarón lo puso delante del Testimonio para guardarlo, como Jehová lo mandó a Moisés.

35. Así comieron los hijos de Israel maná cuarenta años, hasta que llegaron a tierra habitada; maná comieron hasta que llegaron a los límites de la tierra de Canaán.

36. Y un gomer es la décima parte de un efa.