超導隧道效應英文解釋翻譯、超導隧道效應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 superconductive tunnel effect

分詞翻譯：

超導的英語翻譯：

superconduct
【計】 superconducting; superconductiog
【化】 superconductance

隧道效應的英語翻譯：

【計】 tunnel effect; tunneling
【化】 tunnel effect; tunneling effect; tunnelling effect

專業解析

超導隧道效應（Superconducting Tunnel Effect）是量子力學現象在超導體中的特殊表現，指電子對（庫珀對）或準粒子在超導結（兩個超導體夾薄絕緣層結構）中穿越勢壘的能力。該效應由英國物理學家Brian D. Josephson于1962年理論預測，因此又稱約瑟夫森效應（Josephson Effect）。

該效應包含兩種典型形式：

直流約瑟夫森效應：當外加電壓為零時，超導結仍能通過持續直流電流，電流強度與結區相位差直接相關（$I = I_c sin Deltatheta$）
交流約瑟夫森效應：施加恒定電壓$V$時，結區産生頻率與電壓成正比的交變電流（$f = frac{2eV}{h}$，其中$h$為普朗克常數）

在工程應用中，該效應為超導量子幹涉儀（SQUID）提供理論基礎，使磁場測量精度達到$10^{-15}$特斯拉量級。近年來，其衍生技術還被用于構建量子比特，成為量子計算機的核心元件之一。

該現象的理論驗證曾獲1973年諾貝爾物理學獎，相關實驗數據在《物理評論快報》等頂級期刊中持續更新，美國國家标準技術研究院（NIST）官網提供最新測量标準的技術文檔。

網絡擴展解釋

超導隧道效應（約瑟夫森效應）是一種量子力學現象，指超導體中庫珀電子對通過弱連接結構（如絕緣層、金屬層或微橋）形成超導電流的現象，即使兩端無電壓也可存在電流。以下是詳細解釋：

1.核心定義與發現背景

定義：在兩塊超導體之間夾入極薄的絕緣層（S-I-S結構）或弱連接介質時，超導電流可穿透勢壘形成零電壓隧穿，稱為超導隧道效應。該效應由約瑟夫森于1962年首次理論預言并得名。
與普通隧道效應的區别：普通隧道效應是單電子隧穿（需電壓驅動），而超導隧道效應是庫珀電子對的集體隧穿（無需電壓，屬于量子超流行為）。

2.典型結構與物理機制

結構形式：常見結構包括超導-絕緣-超導（S-I-S）、超導-金屬-超導（S-N-S）或超導微橋等，統稱“約瑟夫森結”。
關鍵機制：由于絕緣層極薄（納米級），兩側超導體通過弱耦合形成量子隧穿通道，庫珀對可穿透勢壘，産生超導電流。

3.主要特性

零電壓超流：當電流小于臨界值( I_c )時，約瑟夫森結呈現零電阻，電流無損耗通過。
磁場敏感性：微小磁場變化可顯著影響臨界電流，該特性被用于高精度磁探測（如SQUID器件）。
微波響應：施加微波場時，電流-電壓曲線會出現量子化台階（夏皮羅台階），成為電壓基準的基礎。

4.應用領域

精密測量：用于量子電壓标準、磁場探測（如醫療MRI、地質勘探）。
量子計算：約瑟夫森結是超導量子比特的核心元件，支撐量子計算機發展。

公式補充

約瑟夫森方程描述其基本關系： $$ I = I_c sin(Delta phi), quad frac{partial Delta phi}{partial t} = frac{2eV}{hbar} $$ 其中( Delta phi )為相位差，( V )為結電壓，( I_c )為臨界電流。