Dispositivo superconductor de interferencia cuántica

Fiabilidad

¿Qué significa dispositivo superconductor de interferencia cuántica?

Un dispositivo superconductor de interferencia cuántica (SQUID) es un aparato muy sensible para medir campos magnéticos débiles. Es capaz de medir campos magnéticos tan bajos como 5 aT (5×10-18 T).

Debido a su sensibilidad, los SQUID se utilizan mucho en investigación, estudios biológicos y otras mediciones electrónicas y magnéticas ultrasensibles en las que no se pueden detectar señales débiles con los instrumentos de medición convencionales.

Definición de dispositivo superconductor de interferencia cuántica

Un SQUID está formado por un bucle superconductor que contiene una o más uniones Josephson.

Existen dos tipos de SQUID: el SQUID de radiofrecuencia (RF), que consta de una sola unión Josephson, y el SQUID de corriente continua (DC), con dos o más uniones. El de radiofrecuencia es más barato pero menos sensible que el de corriente continua.

Un SQUID de corriente continua típico tiene dos uniones paralelas insertadas en un bucle superconductor. Sin un campo magnético, la corriente de entrada se divide por igual entre las ramas. Esto mantiene un circuito tanque conectado externamente en resonancia.

Cualquier campo magnético externo provoca un cambio en la frecuencia de resonancia en el circuito tanque y un desequilibrio de corriente que conduce a una tensión a través de la unión Josephson. La tensión es una función del flujo magnético y, por tanto, puede medirse y utilizarse para calcular el flujo magnético.

Un SQUID es muy sensible en la detección de campos de energía magnética, de hasta 100.000 millones de veces menor magnitud que la energía que mueve la aguja de una brújula. Esta extrema sensibilidad los hace ideales para aplicaciones de alta sensibilidad en investigación, estudios biológicos y pruebas médicas en las que los campos magnéticos presentes no pueden medirse con instrumentos convencionales.

Por ejemplo, los SQUIDS se utilizan para medir señales débiles en el cerebro o el corazón humanos detectando los campos magnéticos creados por las corrientes neurológicas. Otras aplicaciones son la construcción de gradiómetros, magnetómetros y voltímetros de alta sensibilidad.

Los materiales superconductores utilizados para los SQUID de baja temperatura son niobio puro o aleaciones de plomo. El dispositivo se enfría con helio líquido para mantener la superconductividad. Los SQUID de alta temperatura se fabrican con superconductores de alta temperatura, como el óxido de itrio, bario y cobre (YBCO), y se enfrían con nitrógeno líquido, más barato y fácil de conseguir. Sin embargo, no son tan sensibles como los modelos de baja temperatura, pero son lo suficientemente buenos para determinadas aplicaciones.

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Margaret Rouse
Experta en tecnología

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