ESTUDO DAS PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DE ... - UFRJ

Técnicas Experimentais de Magnetometria 28
Acima de T c , o supercondutor se comporta como um metal e está no estado normal,
neste caso, as linhas de fluxo magnético penetram através do material, por outro lado, no
estado supercondutor, as linhas de fluxo são expulsas do material supercondutor e não
podem existir senão na sua superfície (efeito Meissner). De fato uma das características
de um supercondutor é que o campo magnético no seu interior é nulo, como ilustrado na
figura 3.2. Assim que o campo magnético é desligado, uma corrente começa a circular
pelo anel para manter o fluxo total constante, essa corrente continuará a circular no anel
enquanto ele for mantido abaixo de T c .
3.2 Quantização do fluxo magnético
Contanto que o anel supercondutor seja mantido a uma temperatura abaixo de T c , o
fluxo magnético permanecerá confinado, e sua variação ocorre apenas através de valores
discretos de fluxo, múltiplos do quanta de fluxo (fluxóide) [36] Φ 0 = h/2e = 2.068 ×
10 −15 W onde h é a constante de Plank e e a carga do elétron.
A quantização do fluxo magnético e o efeito Josephson, apresentado na seção seguinte,
são as propriedades fundamentais dos supercondutores que resultaram na construção do
SQUID.
3.3 Efeito Josephson
Em 1962 Josephson analisou o comportamento de dois supercondutores separados
por uma fina camada de um material isolante. Seria aparentemente intuitivo pensar
que a função de onda dos elétrons deveria decair rapidamente ao cruzar essa barreira,
no entanto Josephson considerou a possibilidade dos pares de Cooper (pares de elétrons
responsáveis pela supercondutividade que podem viajar sem espalhamento) tunelarem de
um supercondutor para o outro (figura 3.3).
Os pares de Cooper podem atravessar a barreira isolante, ou regiões normais pequenas,
quando a corrente não ultrapassar um determinado valor crítico (corrente crítica da
junção), a corrente supercondutora penetrará a camada sem perda de voltagem (figura
3.4), fora dos limites da corrente crítica, a voltagem na junção seguirá a lei de Ohm.