Effet JosephsonEn physique, l’effet Josephson se manifeste par l'apparition d'un courant entre deux matériaux supraconducteurs séparés par une couche faite d'un matériau isolant ou métallique non supraconducteur. Dans le premier cas, on parle de « jonction Josephson S-I-S » (supraconducteur-isolant-supraconducteur) et dans le second de « jonction S-M-S ». On distingue deux types d'effets Josephson, l'effet Josephson « continu » (D.C. Josephson effect en anglais) et l'effet Josephson « alternatif » (A.C. Josephson effect).
SupraconductivitéLa supraconductivité, ou supraconduction, est un phénomène physique caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'expulsion du champ magnétique — l'effet Meissner — à l'intérieur de certains matériaux dits supraconducteurs. La supraconductivité découverte historiquement en premier, et que l'on nomme communément supraconductivité conventionnelle, se manifeste à des températures très basses, proches du zéro absolu (). La supraconductivité permet notamment de transporter de l'électricité sans perte d'énergie.
SQUIDthumb|SQUID Un SQUID (de l'anglais Superconducting QUantum Interference Device) est un magnétomètre utilisé pour mesurer des champs magnétiques très faibles. Il est constitué généralement de deux jonctions Josephson montées en parallèle dans une boucle supraconductrice. Le SQUID permet des mesures très précises, avec une sensibilité de l'ordre de 1E-7 emu. Il est possible de faire des mesures en fonction de la température, jusqu'à quelques kelvins seulement.
Effet MeissnerL'effet Meissner, ou effet Meißner (), fait référence au phénomène d'exclusion totale de tout champ magnétique de l'intérieur d'un supraconducteur quand il est porté à une température inférieure à sa température critique. Il a été découvert par Walther Meißner et Robert Ochsenfeld en 1933 et est souvent appelé diamagnétisme parfait ou l'effet Meissner-Ochsenfeld. L'effet Meissner est l'une des propriétés définissant la supraconductivité et sa découverte a permis d'établir que l'apparition de la supraconductivité est une transition de phase.
MagnétomètreUn magnétomètre est un appareil qui sert à mesurer selon les cas l'intensité ou la direction d’un champ magnétique, ou l'aimantation d'un échantillon. Il repose sur un élément sensible au champ magnétique : le capteur de champ magnétique qui, lorsqu'il est associé à un dispositif électronique, permet d'extraire la mesure du champ magnétique. Il en existe différents types, basés sur des principes physiques différents. Les magnétomètres sont principalement utilisés dans le cadre d’études géologiques et la détection d’anomalies magnétiques ou d’objets ferreux.
Supraconducteur à haute températureUn supraconducteur à haute température (en anglais, high-temperature superconductor : high- ou HTSC) est un matériau présentant une température critique de supraconductivité relativement élevée par rapport aux supraconducteurs conventionnels, c'est-à-dire en général à des températures supérieures à soit . Ce terme désigne en général la famille des matériaux de type cuprate, dont la supraconductivité existe jusqu'à . Mais d'autres familles de supraconducteurs, comme les supraconducteurs à base de fer découverts en 2008, peuvent aussi être désignées par ce même terme.
AimantationDans la langue courante, l'aimantation d'un objet est le fait qu'il soit aimanté ou bien le processus par lequel il le devient. En physique, l'aimantation est de plus, et surtout, une grandeur vectorielle qui caractérise à l'échelle macroscopique l'orientation et l'intensité de son aimantation au premier des deux sens précédents. Elle a comme origine les courants microscopiques résultant du mouvement des électrons dans l'atome (moment magnétique orbital des électrons), ainsi que le moment magnétique de spin des électrons ou des noyaux atomiques.
Technological applications of superconductivityTechnological applications of superconductivity include: the production of sensitive magnetometers based on SQUIDs (superconducting quantum interference devices) fast digital circuits (including those based on Josephson junctions and rapid single flux quantum technology), powerful superconducting electromagnets used in maglev trains, magnetic resonance imaging (MRI) and nuclear magnetic resonance (NMR) machines, magnetic confinement fusion reactors (e.g.
Spontaneous magnetizationSpontaneous magnetization is the appearance of an ordered spin state (magnetization) at zero applied magnetic field in a ferromagnetic or ferrimagnetic material below a critical point called the Curie temperature or TC. Heated to temperatures above TC, ferromagnetic materials become paramagnetic and their magnetic behavior is dominated by spin waves or magnons, which are boson collective excitations with energies in the meV range.
Natural remanent magnetizationNatural remanent magnetization (NRM) is the permanent magnetism of a rock or sediment. This preserves a record of the Earth's magnetic field at the time the mineral was laid down as sediment or crystallized in magma and also the tectonic movement of the rock over millions of years from its original position. Natural remanent magnetization forms the basis of paleomagnetism and magnetostratigraphy. There are several kinds of NRM that can occur in a sample. Many samples have more than one kind superimposed.
Superconducting quantum computingSuperconducting quantum computing is a branch of solid state quantum computing that implements superconducting electronic circuits using superconducting qubits as artificial atoms, or quantum dots. For superconducting qubits, the two logic states are the ground state and the excited state, denoted respectively. Research in superconducting quantum computing is conducted by companies such as Google, IBM, IMEC, BBN Technologies, Rigetti, and Intel. Many recently developed QPUs (quantum processing units, or quantum chips) utilize superconducting architecture.
Rémanence (magnétisme)La rémanence, magnétisation rémanente ou magnétisme résiduel, est la magnétisation laissée dans un matériau ferromagnétique (comme le fer) après la suppression d'un champ magnétique externe. Familièrement, lorsqu'un aimant est , il a une rémanence. La rémanence des matériaux magnétiques fournit la mémoire magnétique dans les dispositifs de stockage magnétiques et est utilisée comme source d'informations sur le champ magnétique terrestre passé dans le paléomagnétisme. Le mot rémanence vient de remanent, muni du suffixe -ence, signifiant .
Flux qubitIn quantum computing, more specifically in superconducting quantum computing, flux qubits (also known as persistent current qubits) are micrometer sized loops of superconducting metal that is interrupted by a number of Josephson junctions. These devices function as quantum bits. The flux qubit was first proposed by Terry P. Orlando et al. at MIT in 1999 and fabricated shortly thereafter. During fabrication, the Josephson junction parameters are engineered so that a persistent current will flow continuously when an external magnetic flux is applied.
Paléomagnétismevignette|redresse=1.7|Sur Terre, l'expansion des fonds océaniques se traduit, de part et d'autre des dorsales, par l'aimantation rémanente du plancher océanique en bandes symétriques de polarisation opposée suivant les inversions du champ magnétique global de notre planète. Le paléomagnétisme désigne le champ magnétique terrestre passé, et par extension la discipline scientifique qui étudie ses propriétés et sa chronologie. On désigne parfois l'étude du champ magnétique de la Préhistoire récente et de la période historique par le nom d'archéomagnétisme.
SuperdiamagnetismSuperdiamagnetism (or perfect diamagnetism) is a phenomenon occurring in certain materials at low temperatures, characterised by the complete absence of magnetic permeability (i.e. a volume magnetic susceptibility = −1) and the exclusion of the interior magnetic field. Superdiamagnetism established that the superconductivity of a material was a stage of phase transition. Superconducting magnetic levitation is due to superdiamagnetism, which repels a permanent magnet which approaches the superconductor, and flux pinning, which prevents the magnet floating away.
Rémanence thermomagnétiqueWhen an igneous rock cools, it acquires a thermoremanent magnetization (TRM) from the Earth's field. TRM can be much larger than it would be if exposed to the same field at room temperature (see isothermal remanence). This remanence can also be very stable, lasting without significant change for millions of years. TRM is the main reason that paleomagnetists are able to deduce the direction and magnitude of the ancient Earth's field.
Rapid single flux quantumIn electronics, rapid single flux quantum (RSFQ) is a digital electronic device that uses superconducting devices, namely Josephson junctions, to process digital signals. In RSFQ logic, information is stored in the form of magnetic flux quanta and transferred in the form of Single Flux Quantum (SFQ) voltage pulses. RSFQ is one family of superconducting or SFQ logic. Others include Reciprocal Quantum Logic (RQL), ERSFQ – energy-efficient RSFQ version that does not use bias resistors, etc.
Rétroactionvignette|Représentation d'une boucle de rétroaction. La rétroaction (en anglais feedback) est un processus dans lequel un effet intervient aussi comme agent causal sur sa propre origine, la séquence des expressions de la cause principale et des effets successifs formant une boucle de rétroaction. Une rétroaction est une interaction dans laquelle la perturbation d’une variable provoque le changement d'une seconde variable, qui influe à son tour sur la variable initiale. Une rétroaction forme une boucle fermée dans un diagramme de causalité.
Negative-feedback amplifierA negative-feedback amplifier (or feedback amplifier) is an electronic amplifier that subtracts a fraction of its output from its input, so that negative feedback opposes the original signal. The applied negative feedback can improve its performance (gain stability, linearity, frequency response, step response) and reduces sensitivity to parameter variations due to manufacturing or environment. Because of these advantages, many amplifiers and control systems use negative feedback.
Contre-réactionvignette|Modèle simple de contre-réaction. En électronique le principe de la contre-réaction permet le contrôle des circuits d', de filtrage ou d'asservissement. Elle permet de rendre leurs caractéristiques de fonctionnement indépendantes, dans une large mesure, des différents constituants internes de ces systèmes. Le principe de la contre-réaction a été découvert par Harold Stephen Black le 2 août 1927. Cette idée lui serait venue alors qu'il se rendait à son travail aux laboratoires Bell.
