Pasos de corriente cuantizada debido al efecto de deslizamiento de fase cuántico coherente de CA

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Metrología Cuántica
• Superconductividad

Sus antecedentes:

• El efecto AC Josephson, observado como pasos de voltaje cuantizados (pasos de Shapiro), es fundamental para la mecánica cuántica y los estándares de voltaje.
• El efecto dual, el deslizamiento de fase cuántica coherente de CA (CQPS), implica un túnel de flujo magnético y se predice que se manifestará como pasos de corriente cuantizada.
• CQPS es vital para los futuros estándares actuales y el cierre del triángulo de metrología cuántica, pero la observación directa de los pasos actuales ha sido difícil de alcanzar.

Objetivo del estudio:

• Para observar directamente los pasos de Shapiro duales, o pasos de corriente cuantizada, en un nanocable superconductor.
• Para superar las limitaciones en la ingeniería de materiales y circuitos que previamente impidieron la realización experimental de estos pasos actuales.
• Avanzar en el desarrollo de estándares de corriente cuántica.

Principales métodos:

• Fabricación de un dispositivo de nanocables superconductores utilizando el material NbN.
• Integración del nanocable en un entorno inductivo para suprimir los efectos de ampliación.
• Medición experimental de pasos de corriente bajo irradiación de microondas hasta 26 GHz.

Principales resultados:

• Observación directa de pasos de corriente agudos y cuantificados en un nanocable superconductor, análogo a los pasos duales de Shapiro.
• Los pasos observados son claros hasta una frecuencia de 26 GHz con valores de corriente medidos de 8,3 nA.
• El fenómeno observado se atribuye al efecto de deslizamiento de fase cuántica coherente de CA (CQPS).

Conclusiones:

• El estudio demuestra con éxito la observación directa de pasos de corriente cuantizada en un nanocable superconductor.
• Este logro supera el desafío de larga data de realizar pasos de corriente plana en superconductores, previamente obstaculizados por limitaciones de materiales y circuitos.
• Los hallazgos allanan el camino para aplicaciones prácticas en estándares de corriente cuántica y completan el triángulo de metrología cuántica.