En superconductividad , un vórtice Josephson (en honor a Brian Josephson de la Universidad de Cambridge) es un vórtice cuántico de supercorrientes en una unión Josephson (ver efecto Josephson ). Las supercorrientes circulan alrededor del centro del vórtice situado dentro de la barrera de Josephson, a diferencia de los vórtices de Abrikosov en los superconductores de tipo II , que se encuentran en el condensado superconductor.
Los vórtices de Abrikosov (en honor a Alexei Abrikosov ) en los superconductores se caracterizan por núcleos normales [1] donde el condensado superconductor se destruye en una escala de 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 mensurables 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 los superconductores, los vórtices de Josephson en las uniones SNS Josephson 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, del campo magnético aplicado, etc. En las uniones del túnel Josephson Superconductor-Aislador-Superconductor (SIS) no se espera que los núcleos tengan una firma espectral específica; no fueron observados.
Por lo general, los bucles de supercorriente del vórtice Josephson crean un flujo magnético que equivale, en uniones Josephson suficientemente largas, a Φ 0 , un cuanto de flujo único . Sin embargo, también pueden existir vórtices fraccionarios en uniones Superconductor-Ferromagnet-Superconductor Josephson o en uniones en las que están presentes discontinuidades de fase superconductora. Fue demostrado por Hilgenkamp et al. que los vórtices de Josephson en las llamadas uniones Josephson largas 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 Josephson que se propaga puede iniciar otro vórtice Josephson. Este efecto se llama clonación de flujo (o clonación de fluxon). [4] Aunque aparece un segundo vórtice, esto no viola la conservación del cuanto de flujo único.
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