ジョセフソン効果とは？
じょせふそんこうか
「効果」の用語まとめを見るジョセフソン効果とは、二つの超伝導体を薄い絶縁層で挟んだ構造を通じて、電圧をかけなくても電流が流れたり、交流電流が生じたりする量子力学的現象です。
ジョセフソン効果（Josephson effect）は、1962年にイギリスの物理学者ブライアン・ジョセフソンが理論的に予言し、後に実験で確認された超伝導の量子現象です。2つの超伝導体を薄い絶縁体（または常伝導体）で挟んだ構造を「ジョセフソン接合」と呼び、この接合において特異な量子トンネル効果が起きます。ジョセフソンはこの発見によって1973年にノーベル物理学賞を受賞しました。
ジョセフソン効果には2つの形態があります。
- 直流ジョセフソン効果（DC効果）: 接合に電圧が加わっていない状態でも、超伝導クーパー対がトンネル効果で絶縁層を通過し、抵抗ゼロの電流（超電流）が流れる現象
- 交流ジョセフソン効果（AC効果）: 接合に直流電圧Vを印加すると、2eV/h（eは素電荷、hはプランク定数）という周波数の交流電流が発生する現象。電圧と周波数が普遍定数で結びつく
この効果は非常に精密な物理定数（e/h）に基づくため、電圧の国際標準（ジョセフソン電圧標準）に応用されています。また、ジョセフソン接合を応用したSQUID（超伝導量子干渉計）は極めて微弱な磁場を検出でき、脳磁図（MEG）や地下資源探査に使われます。さらに、量子コンピュータの基本素子（超伝導量子ビット）にもジョセフソン接合が中核的な役割を果たしています。
使い方・例文
量子コンピュータの研究でよく耳にする「超伝導量子ビット」には、ジョセフソン接合が核心部品として使われています。また、脳の電気活動を検出する脳磁図装置（MEG）もジョセフソン効果を利用したSQUIDセンサーで動作しています。
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