Efeito Josephson no SDCTI GRACELI -CADEIAS DE INTERAÇÕES E DIMENS. FENOM.

A emissão beta , desintegração beta ou decaimento beta é o processo pelo qual um núcleo instável pode transformar-se em outro núcleo mediante a emissão de uma partícula beta, alterando o seu número de prótons e número de nêutrons sem variar o número total de núcleons. A partícula beta pode ser um elétron, escrevendo-se

\beta ^{-}

, ou um pósitron,

\beta ^{+}

. Um terceiro tipo de desintegração é a captura eletrônica. Existem, então, três reações distintas:^[1]

Processo geral da desintegração

\beta ^{-}

: um nêutron dá lugar a um próton, um elétron e um antineutrino. Pode-se escrever o

e^{-}

como

\beta ^{-}

\mathrm {n} \rightarrow \mathrm {p} +\mathrm {e} ^{-}+{\bar {\nu }}_{e}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

Processo geral da desintegração

\beta ^{+}

: um próton dá lugar a um nêutron, a um pósitron e a um neutrino do elétron.

\mathrm {p} \rightarrow \mathrm {n} +\mathrm {e} ^{+}+{\nu }_{e}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

Processo geral da captura eletrônica: um próton e um elétron formam um nêutron e um neutrino elétron.

\mathrm {p} +\mathrm {e} ^{-}\rightarrow \mathrm {n} +{\nu }_{e}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

A emissão alfa , desintegração alfa ou decaimento alfa é uma forma de decaimento radioativo que ocorre quando um núcleo atômico instável emite uma partícula alfatransformando-se em outro núcleo atômico com número atômico duas unidades menor e número de massa 4 unidades menor.^{Robert Resnick, Robert Eisberg, Física cuántica}

Por exemplo:

{}^{2}{}_{92}^{38}{\hbox{U}}\;\to \;{}^{2}{}_{90}^{34}{\hbox{Th}}\;+\;{}_{2}^{4}{\hbox{He}},

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

que também pode ser escrito assim:

{}^{238}{\hbox{U}}\;\to \;^{234}{\hbox{Th}}\;+\;\alpha .

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

A partícula alfa é um núcleo de um átomo de hélio. Portanto, a partícula alfa ou “raio alfa’’ é um íon de carga 2+ com dois nêutrons e dois prótons, representado por

{}^{4}He^{2+}

.^[1]

As partículas alfa apresentam grande poder de ionização devido a sua carga. No entanto, seu poder de penetração é inferior ao da partícula beta, dos raios-X e dos raios gama.^{Antonio Ferrer Soria}

Na altura em que foi descoberta a emissão do rádio 226 (1898), por Marie Curie e Pierre Curie, chamou-se ao fenómeno radioactividade

\alpha

ou emissão

\alpha

Às partículas emitidas deu-se o nome de partículas

\alpha

apenas por ser a primeira letra do alfabeto grego.

Posteriormente, verificou-se que essas partículas eram um núcleo de hélio, formado por 2 protóns e 2 nêutrons. As partículas

\alpha

emitidas apresentam energias bem definidas e podem ser utilizadas para caracterizar o núcleo de onde provêm.

O efeito Mössbauer é um fenômeno descoberto pelo físico alemão Rudolf Mössbauer em 1957. Envolve emissão ressonante e sem recuo e absorção de fótons de radiação gama por átomos ligados em uma estrutura sólida e forma a base da espectroscopia Mössbauer.

História[editar | editar código-fonte]

A emissão e absorção de raios X por gases já havia sido observada anteriormente e esperava-se que um fenômeno similar fosse encontrado para os raios gama, que são produzidos em transições nucleares, diferentemente dos raios X, que são produzidos por transições eletrônicas. De qualquer modo, tentativas de observar ressonância de raios gama em gases falharam devido às perdas de energia por recuo, o que impede que haja ressonância (o efeito Doppler também amplia o espectro gama). Mössbauer conseguiu observar ressonância em irídio sólido, o que levantou a questão: por que a ressonância de raios gama era possível em sólidos, mas não em gases? Mössbauer propôs que, no caso de átomos ligados em uma forma sólida, sob certas circunstâncias uma fração dos eventos nucleares podem ocorrer essencialmente sem recuo. Ele atribuiu a ressonância observada a esta fração sem recuo dos eventos nucleares. Esta descoberta foi premiada com o prêmio Nobel de Física em 1961, juntamente com a pesquisa de Robert Hofstadter sobre a dispersão de elétrons no núcleo atômico.

Descrição[editar | editar código-fonte]

Em geral, raios gama são produzidos por transições nucleares de um estado instável de alta energia para um estado estável de baixa energia. A energia dos raios gama emitidos corresponde à energia da transição nuclear, menos uma quantidade de energia que é perdida como recuo ao átomo emissor. Se a energia de recuo perdida é pequena quando comparada com a largura de linha espectral da transição nuclear, então a energia dos raios gama ainda corresponde à energia da transição, e os raios podem ser absorvidos por um segundo átomo do mesmo tipo do primeiro. Esta emissão e subsequente absorção é chamada ressonância. Um adicional de energia de recuo é perdido durante a absorção, então para que a ressonância ocorra a energia de recuo deve ser menos da metade da largura de linha da transição.

A quantidade de energia no corpo recuante (E_R) pode ser deduzido da conservação do momentum:

|P_{R}|=|P_{\gamma }|\,

x

x
TRANSFORMAÇÕES ⇔ INTERAÇÕES ⇔ TUNELAMENTO ⇔ EMARANHAMENTO ⇔ CONDUTIVIDADE ⇔ DIFRAÇÕES ⇔ radioatividade, ABSORÇÕES E EMISSÕES INTERNA ⇔ Δ de temperatura e dinâmicas, transições de estados quântico Δ ENERGIAS, ⇔ Δ MASSA , ⇔ Δ CAMADAS ORBITAIS , ⇔ Δ FENÔMENOS , ⇔ Δ DINÂMICAS, ⇔ Δ VALÊNCIAS, ⇔ Δ BANDAS, Δ entropia e de entalpia, E OUTROS.

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

ΤDCG

X

Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x
sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.
x

sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia.

x
TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
X
T l   T l    E l      Fl        dfG l

N l   El             tf l

P l   Ml           tfefel

Ta l   Rl

         Ll

D

|P_{R}|^{2}=|P_{\gamma }|^{2}\,

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

ΤDCG

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Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.
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sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia.

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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Ta l   Rl

         Ll

D

onde P_R é o momentum da matéria recuante, e P_γ é o momentum do raio gama. Substituindo energia na equação:

2ME_{R}={\frac {E_{\gamma }^{2}}{c^{2}}}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

ΤDCG

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Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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D

E_{R}={\frac {E_{\gamma }^{2}}{2Mc^{2}}}={\frac {(\hbar k)^{2}}{2M}}

x

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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D

onde E_R (=0.002 eV para ⁵⁷Fe) é a energia perdida no recuo, E_γ é a energia do raio gama (=14.4 keV para ⁵⁷Fe), M (=56.9354 u para ⁵⁷Fe) é a massa do corpo absorvedor, e c é a velocidade da luz.^[1] No caso de um gás os corpos emissores e absorvedores são átomos, então a massa é um tanto pequena, resultando em uma grande energia de recuo, impossibilitando a ressonância. (Note que a mesma equação se aplica para perdas por recuo em raios X, mas a energia do fóton é muito menor, implicando em uma perda de energia menor, que é o motivo da ressonância em fase gasosa poder ser observada com os raios X.)

Em um sólido, os núcleos estão ligados à rede e não recuam da mesma forma como em um gás. A rede recua como um todo mas a energia de recuo é desprezível por causa do M na equação acima ser a massa da rede inteira. De qualquer forma, a energia em uma emissão pode ser suportada ou suprida pelas vibrações da rede. A energia dessas vibrações é quantizada em unidades conhecidas como fônons. O efeito Mössbauer ocorre porque há uma possibilidade finita de uma emissão envolver fônons. assim, em uma fração dos eventos nucleares (a fração livre de recuo, dada pelo fator Lamb-Mössbauer), o cristal inteiro se comporta como corpo recuante, e esses eventos são essencialmente livres de recuo. Nesses casos, desde que a energia de recuo seja desprezível, os raios gama emitidos tem a energia apropriada e a ressonância pode ocorrer.

Em geral (dependendo da meia-vida da emissão), raios gama possuem linhas espectrais muito finas. Isto significa que são muito sensíveis a pequenas variações na energia das transições nucleares. De fato, raios gama são usados como medidor para observar os efeitos das interações entre um núcleo e seus elétrons e os elétrons das vizinhanças. Essa é a base da espectroscopia Mössbauer, que combina o efeito Mössbauer com o efeito Doppler para monitorar tais interações.

O efeito Josephson é um efeito físico que se manifesta pela aparição de uma corrente eléctrica que flui através de dois supercondutores fracamente interligados, separados apenas por uma barreira isolante muito fina. Esta disposição é conhecida como uma Junção Josephson e a corrente que atravessa a barreira é chamada de Corrente Josephson. Esses termos foram criados depois que o físico britânico Brian David Josephson previu a existência do efeito em 1962,^[1] e um ano mais tarde, foram comprovadas por Anderson e Rowell.^[2] Estes trabalhos valeram a Josephson o prémio Nobel da Física em 1973, juntamente com Leo Esaki e Ivar Giaever.

Este fenômeno tem aplicações muito importantes nos Circuitos Quânticos, tais como os SQUIDs.

O Efeito[editar | editar código-fonte]

As equações básicas^[3] que regem a dinâmica do efeito Josephson são

U(t)={\frac {\hbar }{2e}}{\frac {\partial \phi }{\partial t}}

(equação da evolução da fase de supercondução)

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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D

{\frac {}{}}I(t)=I_{c}\sin(\phi (t))

(Josephson ou relação Corrente-Fase no elo fraco)

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
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sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia.

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TEMPO ESPECÍFICO E FENOMÊNICO DE GRACELI
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T l   T l    E l      Fl        dfG l

N l   El             tf l

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D

onde

\displaystyle U(t)

\displaystyle I(t)

são a tensão e corrente através da junção de Josephson,

\displaystyle \phi (t)

é a "diferença de fase" através da junção(i.e., a diferença no Fator fase, ou, argumento complexo, entre os parâmetros de ordem complexa de Ginzburg-Landau dos dois supercondutores da junção), e

\displaystyle I_{c}

é uma constante, chamda corrente crítica da junção. A corrente critica é um importante parâmetro fenomenológico do dispositivo que pode ser afetado pela temperatura tão bem quanto por um campo magnético. A constante física,

{\frac {h}{2e}}

é o fluxo magnético quântico, o inverso do que é a constante Josephon.

Os três principais efeitos previstos por Josephson seguem das seguintes relações:

O efeito CC Josephson. Ele faz referência ao fenômeno de uma corrente continua através de um isolante na falta de um campo eletromagnética externo, devido ao tunelamento. Esta corrente contínua de Josephson é proporcional ao seno da diferença da fase do isolante, e pode ter valores entre $\displaystyle -I_{c}$ e $\displaystyle I_{c}$ .
O efeito CA Josephson. Com uma tensão constante $\displaystyle U_{DC}$ através das junções, a fase irá variar linearmente com o tempo e a corrente será uma corrente alternada com amplitude $\displaystyle I_{c}$ e freqüência ${\frac {2e}{h}}\cdot U_{DC}$ . A expressão completa para a corrente $I_{ext}$ se torna $I_{ext}=C_{J}{\frac {dv}{dt}}+I_{J}sin\phi +{\frac {V}{R}}$ . Isto significa que uma junção pode atuar como um perfeito conversor tensão para freqüência.
O efeito reverso CA Josephson. Se a fase toma a forma $\displaystyle \phi (t)=\phi _{0}+n\omega t+a\sin(\omega t)$ , a tensão e corrente serão

  $U(t)={\frac {\hbar }{2e}}\omega (n+a\cos(\omega t)),\ \ \ I(t)=I_{c}\sum _{m=-\infty }^{\infty }J_{m}(a)\sin(\phi _{0}+(n+m)\omega t)$

$x$

 $\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})$

E os componentes CC serão

 $U_{DC}=n{\frac {\hbar }{2e}}\omega ,\ \ \ I(t)=I_{c}J_{-n}(a)\sin \phi _{0}$

$x$

 $\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})$

Portanto, para diferentes tensões CC, a junção pode carregar uma corrente CC e atuar como um perfeito conversor freqüência para tensão.

\Delta U={\frac {3}{2}}nR(T_{f}-T_{i})

N=N_{{o}}.e^{{-\lambda .t}}

T=e^{-2bL}

b={\sqrt {\frac {8\pi ^{2}m(Ub-E)}{h^{2}}}}

\Delta S=S_{2}-S_{1}=\int _{1}^{2}{\frac {\delta Q}{T}}

\sigma =q(n\mu _{n}+p\mu _{p})[\Omega .cm]^{{-1}}

E_{p}={\sqrt {{\frac {\hbar c^{5}}{G}}}}\approx

$V [R] [MA] = Δ e, M, Δ f, Δ E, Δ t, Δ i, Δ T, Δ C, Δ E, Δ A, Δ D, Δ M...... X =$

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Δe, ΔM, Δf, ΔE, Δt, Δi, ΔT, ΔC, ΔE,ΔA, ΔD, ΔM...... =
x
sistema de dez dimensões de Graceli +
DIMENSÕES EXTRAS DO SISTEMA DECADIMENSIONAL E CATEGORIAL GRACELI.
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sistema de transições de estados, e estados de Graceli, fluxos aleatórios quântico, potencial entrópico e de entalpia.

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T l   T l    E l      Fl        dfG l

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segunda-feira, 12 de agosto de 2019

História[editar | editar código-fonte]

Descrição[editar | editar código-fonte]

O Efeito[editar | editar código-fonte]