Dispositif d’interférence quantique supraconducteur (calmar)

Définition - Que signifie le dispositif d'interférence quantique supraconducteur (SQUID)?

Un dispositif d'interférence quantique supraconducteur (SQUID) est un appareil très sensible pour mesurer des champs magnétiques faibles. Il est capable de mesurer des champs magnétiques aussi bas que 5 aT (5 × 10-18 T). En raison de leur sensibilité, les SQUID sont largement utilisés dans la recherche, les études biologiques et autres mesures électroniques et magnétiques ultrasensibles où les signaux faibles ne peuvent pas être détectés à l'aide d'instruments de mesure conventionnels.

Definir Tech explique le dispositif d'interférence quantique supraconducteur (SQUID)

Un SQUID est constitué d'une boucle supraconductrice contenant une ou plusieurs jonctions Josephson.

Il existe deux types de SQUID, le SQUID de radiofréquence (RF) constitué d'une seule jonction Josephson et le SQUID de courant continu (CC) avec deux jonctions ou plus. Le RF est moins cher en construction mais moins sensible que le DC.

Un DC SQUID typique a deux jonctions parallèles insérées dans une boucle supraconductrice. Sans champ magnétique, le courant d'entrée se répartit également entre les branches. Cela maintient un circuit de réservoir connecté de l'extérieur à la résonance. Tout champ magnétique externe provoque un changement de la fréquence de résonance dans le circuit du réservoir et un déséquilibre de courant qui conduit à une tension aux bornes de la jonction Josephson. La tension est fonction du flux magnétique et peut donc être mesurée et utilisée pour calculer le flux magnétique.

Les matériaux supraconducteurs utilisés pour les SQUID à basse température sont du niobium pur ou des alliages de plomb. L'appareil est refroidi avec de l'hélium liquide pour maintenir la supraconductivité. Les SQUID à haute température sont fabriqués à partir de supraconducteurs à haute température tels que l'oxyde de cuivre et d'yttrium-baryum (YBCO) et refroidis avec l'azote liquide moins cher et facilement disponible. Cependant, ils ne sont pas aussi sensibles que les modèles à basse température, mais sont assez bons pour certaines applications.

Un SQUID est très sensible dans la détection des champs d'énergie magnétique, aussi bas que 100 milliards de fois plus petit que l'énergie qui déplace une aiguille de boussole. Cette sensibilité extrême les rend idéaux pour les applications très sensibles dans la recherche, les études biologiques et les tests médicaux où les champs magnétiques présents ne peuvent pas être mesurés à l'aide d'instruments conventionnels.

Par exemple, les SQUIDS sont utilisés pour mesurer des signaux faibles dans le cerveau ou le cœur humain en détectant les champs magnétiques créés par les courants neurologiques. D'autres applications comprennent la construction de gradiomètres, magnétomètres et voltmètres hautement sensibles.