Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
В сверхпроводности, вихрь Джозефсона (названный в честь Брайана Джозефсона из Кембриджского университета) — это квантовый вихрь сверхтоков в переходе Джозефсона (см. эффект Джозефсона). Сверхтоки циркулируют вокруг центра вихря, расположенного внутри барьера Джозефсона, в отличие от вихрей Абрикосова в сверхпроводниках II рода, которые находятся в сверхпроводящем конденсате. Вихри Абрикосова (названные в честь Алексея Абрикосова) в сверхпроводниках характеризуются нормальными ядрами, где сверхпроводящий конденсат разрушается на масштабе сверхпроводящей когерентной длины ξ (обычно 5–100 нм). Ядра вихрей Джозефсона более сложны и зависят от физической природы барьера. В сверхпроводник-нормальный металл-сверхпроводник (SNS) переходах Джозефсона существуют измеримые сверхпроводящие корреляции, индуцированные в N-барьере эффектом близости от двух соседних сверхпроводящих электродов. Подобно вихрям Абрикосова в сверхпроводниках, вихрям Джозефсона в SNS-переходах Джозефсона характерны ядра, в которых корреляции подавляются деструктивной квантовой интерференцией и восстанавливается нормальное состояние. Однако, в отличие от ядер Абрикосова, имеющих размер порядка ξ, размер ядер Джозефсона определяется не только микроскопическими параметрами, но и зависит от сверхтоков, циркулирующих в сверхпроводящих электродах, приложенного магнитного поля и т.д. Обычно сверхточные петли вихря Джозефсона создают магнитный поток, который в достаточно длинных переходах Джозефсона равен Φ0 — единичному кванту потока. Hilgenkamp и др. показали, что вихри Джозефсона в так называемых 0π длинных переходах Джозефсона также могут нести половину кванта потока и называются полуфлюксонами. Было показано, что при определенных условиях распространяющийся вихрь Джозефсона может инициировать появление другого вихря Джозефсона. Этот эффект называется клонированием потока (или флюксонным клонированием). Хотя появляется второй вихрь, это не нарушает закон сохранения единичного кванта потока.
In superconductivity, a Josephson vortex (after Brian Josephson from Cambridge University) is a quantum vortex of supercurrents in a Josephson junction (see Josephson effect). The supercurrents circulate around the vortex center which is situated inside the Josephson barrier, unlike Abrikosov vortices in type II superconductors, which are located in the superconducting condensate. Abrikosov vortices (after Alexei Abrikosov) in superconductors are characterized by normal cores where the superconducting condensate is destroyed on a scale of the superconducting coherence length ξ (typically 5 100 nm) The cores of Josephson vortices are more complex and depend on the physical nature of the barrier. In Superconductor Normal Metal Superconductor (SNS) Josephson junctions there exist measurable superconducting correlations induced in the N barrier by proximity effect from the two neighbouring superconducting electrodes. Similarly to Abrikosov vortices in superconductors, Josephson vortices in SNS Josephson junctions are characterized by cores in which the correlations are suppressed by destructive quantum interference and the normal state is recovered. However, unlike Abrikosov cores, having a size ~ξ, the size of the Josephson ones is not defined by microscopic parameters only. Rather, it depends on supercurrents circulating in superconducting electrodes, applied magnetic field etc. In Superconductor Insulator Superconductor (SIS) Josephson tunnel junctions the cores are not expected to have a specific spectral signature; they were not observed. Usually the Josephson vortex's supercurrent loops create a magnetic flux which equals, in long enough Josephson junctions, to Φ0—a single flux quantum. Yet fractional vortices may also exist in Superconductor Ferromagnet Superconductor Josephson junctions or in junctions in which superconducting phase discontinuities are present. It was demonstrated by Hilgenkamp et al. that Josephson vortices in the so called 0 π Long Josephson Junctions can also carry half of the flux quantum, and are called semifluxons. It has been shown that under certain conditions a propagating Josephson vortex can initiate another Josephson vortex. This effect is called flux cloning (or fluxon cloning). Although a second vortex appears, this does not violate the conservation of the single flux quantum.