Fenómenos cuánticos macroscópicos
Los efectos cuánticos macroscópicos están entre los fenómenos más elegantes de la física.
El capítulo 21 de "Feynman Lectures on Physics" empieza tratando este tema con la frase "Esta lección es sólo para entretenerse.
"[1] En el período transcurrido desde 1996 a 2003 se han otorgado cuatro premios Nobel por trabajos relacionados con los fenómenos cuánticos macroscópicos.
En esta sección se debatirá el llamado condensado de Bose-Einstein y se derivará una expresión para la temperatura TB del condensado por debajo de la cual aparecen estados cuánticos macroscópicos.
La expresión devuelve el número de partículas con E > 0 (estados excitados).
Se dice que las partículas Ns están "condensadas" en un estado.
[5] Fritz London introdujo el concepto de estados cuánticos macroscopicamente ocupados.
Sin embargo, hay cierta posibilidad de encontrar una partícula en él dada la Eq.(15).
El número fluctuará pero las fluctuaciones alrededor de la media son relativamente pequeñas.
La fracción de líquido que forma el componente superfluido es un fluido cuántico macroscópico.
Para un movimiento circular con radio r Es caso de un quantum (n=1) Cuando el helio superfluido es puesto en rotación la Eq.
Estas líneas tienen un núcleo vacío con un diámetro aproximado de 1 Å (¡que es más pequeño que la distancia media entre partículas!).
El helio superfluido rota alrededor del núcleo a muy altas velocidades.
Justo fuera del núcleo (r = 1 Å) la velocidad puede ser tan grande como 160 m/s.
Aun así fue medido con una precisión de 9 dígitos como se muestra en la Eq.(33).
3 se presentan dos situaciones de anillos superconductores en un campo magnético externo.
Se considera un bucle muy alejado de la superficie tal que vs=0 donde por tanto κ=0.
(27) se reduce a Tomando el rotacional tenemos Usando las conocidas relaciones
Por tanto, para anillos gruesos, el flujo magnético total en el bucle está cuantizado tal que Las conexiones débiles juegan un importante papel en la superconductividad moderna.
(31), (34), y (38) Sin tener pruebas se establece que la supercorriente a través de la conexión débil viene dad por la llamada relación de Josephson DC[10] El voltaje en el contacto viene dado por la relación de Josephson AC Los nombres de estas relaciones (relaciones DC y AC) son confusas porque ambas sirven para situaciones con DC y AC.
En el caso de aplicar un voltaje constante (voltage bias) La Eq.
(44) el flujo de cuanto queda determinado con gran precisión como se vio en la Eq.(33).
La supercorriente total viene dada por Sustituyendo en la Eq(45) in (47) tenemos Usando la conocida fórmula geométrica tenemos que Debido a que la función seno solo puede variar entre −1 y +1, obtener una solución estable solo es posible si la corriente aplicada está por debajo de una corriente crítica que sería Préstese atención a que la corriente crítica es periódica en el flujo aplicado con período Φ₀.
La dependencia de la corriente crítica del flujo aplicado se muestra en la Fig.
Esto se debe al hecho de que la propia inductancia del bucle no puede ser despreciada.
La rejilla llamada vortex de Abrikosov es similar al patrón mostrado en la figura 2.
[13] Se muestra una sección de corte transversal del superconductor en la Fig.
Los tipos clásicos de sistemas cuánticos, superconductores y helio superfluido, fueron descubiertos a principios del siglo XX.
Próximo al final del siglo XX se añade un nuevo tipo de espectacular sistema a estos dos, que son los gases atómicos o moleculares muy diluidos, enfriados primero por refrigeración por láser y luego por refrigeración por evaporación.
Los isótopos que se han usado incluyen rubidio (Rb-87), sodio (Na-23), litio (Li-7), e hidrógeno (H-1).
