SQUID

SQUIDs, acrónimo inglés para Superconducting Quantum Interference Devices (Dispositivos superconductores de interferencia cuántica), fueron inventados en 1962, cuando B. D. Josephson desarrolló la unión de Josephson. Hay dos tipos de SQUID, DC y RF (o AC). Los SQUIDs RF sólo tienen una unión de Josephson, mientras que los SQUIDs DC tienen dos o más. Esto los hace más difíciles y caros de producir, pero también mucho más sensibles.

 Composición y funcionamiento

La mayoría de los SQUIDs se fabrican de plomo o niobio puro. El plomo se encuentra usualmente en forma de aleación con un 10% de oro o indio, ya que el plomo puro no es mecánicamente estable a cambios repetidos de temperaturas (a las temperaturas extremadamente bajas a las que se trabaja). El electrodo base del SQUID está hecho de una capa muy fina de niobio, formada por deposición, y la barrera del túnel se forma por oxidación sobre la superficie de niobio. El electrodo superior es una capa de aleación de plomo depositada sobre las otras dos, en disposición de sandwich.

El principio básico está estrechamente ligado a la cuantización del flujo magnético. Este es el fenómeno por el cual los estados favorecidos para un anillo superconductor son aquellos en los que el flujo es un múltiplo de cierto cuanto de flujo.

Aplicaciones

Los SQUIDs se usan para medir campos magnéticos extremadamente pequeños; actualmente son los magnetómetros más sensibles conocidos, con niveles de ruido de un mínimo de 3 fT/sqrt(Hz). Algunos procesos en animales producen campos magnéticos muy débiles (típicamente de una billonésima a una milmillonésima de Tesla), y los SQUIDs son muy adecuados para estudiar estos procesos.

La magnetoencefalografía (MEG), por ejemplo, usa medidas de una batería de SQUIDs para inferir la actividad neuronal en el cerebro. Como los SQUIDs pueden trabajar a mucha mayor velocidad que la tasa de actividad cerebral más rápida de interés, se puede obtener buena resolución temporal por MEG. Otra aplicación es el microscopio de barrido con SQUID, que usa un SQUID inmerso en helio líquido como sonda. El uso de SQUIDs en prospecciones petrolíferas, predicción de terremotos y análisis de energía geotérmica se va extendiendo conforme se desarrolla la tecnología de superconductores.

En el area de computación tienen aplicaciones sorprendentes. Se pretende construir computadoras "petraflop", las cuales pueden realizar mil trillones de operaciones por segundo, mientras que la más avanzada tecnología en computadoras sólo puede realizar 12.3 trillones de operaciones por segundo. Para alcanzar estas veocidades, el tamaño del sistema sería del orden de alrededor de 50 nanometros y basados en el efecto Josephson, en vez del sistema de switch en microchips convencionales.