Magnetómetro SQUID

El magnetómetro SQUID debe su nombre al sensor de flujo magnético llamado SQUID (Superconducting Quantum Interference Device) que posee en su equipamiento. Además se debe señalar que el SQUID es un magnetómetro que utiliza los llamados métodos de inducción, es decir mide el voltaje inducido por una variación de flujo magnético generado por una muestra problema en un sistema de bobinas captadoras, obteniéndose información de la magnetización (M) y la susceptibilidad ( ) de pequeñas muestras sobre un amplio rango de temperatura (de 1.7 a 300K) y campos magnéticos.

El magnetómetro SQUID se caracteriza por poseer un motor de paso que hace que la muestra problema, que posee una magnetización, se mueva a lo largo de un eje vertical a una bobina y excita el campo magnético alterno que es producido por una bobina primaria (bobina de excitación), que es alimentada por una corriente alterna, la inducción del voltaje producido es captado por un bobina secundaria (bobina de captación). Es importante resaltar que, en teoría, en ausencia de muestra la inducción mutua entre el primario y el secundario debe ser idéntica y por ello no debe haber fuerza electromotriz inducida en el secundario; sin embargo debido a la dificultad de construir dos bobinas idénticas, los coeficientes de inducción mutua serán diferentes y en ausencia de muestra hay una fuerza electromotriz diferente de cero, y por lo tanto debe existir un factor de corrección.

Funcionamiento experimental

Los magnetómetros SQUID son una combinación de uniones superconductoras que permiten detectar campos magnéticos muy pequeños, para ello cuentan con un sensor SQUID para la medición del momento magnético en diferentes condiciones experimentales ( temperatura, frecuencia, etc.) y en base a estas medidas se obtiene M y .

El dispositivo SQUID presenta un anillo superconductor cerrado con una o dos uniones Josephson y a lo largo de su recorrido circula una corriente eléctrica, estas uniones se comportan como un sistema que funciona por efecto túnel, el cual es muy sensible a cambios de estado en tiempos de pocos picosegundos, por lo cual son aptos para observaciones directas de efectos electrodinámicos cuánticos. En este caso esta unión sirve como patrón primario de calibración de un voltaje, cuyo origen se hallara en la cuantización del flujo magnético en el interior del anillo superconductor. Este cuanto recibe el nombre de fluxon y su valor es de 2.07 x 10-7 Gcm-2, por lo tanto se pueden evaluar campos magnéticos del orden de 10-15 Teslas, sobre valores absolutos de campos magnéticos de 7 T.

Este sistema presenta un conjunto de anillos detectores SQUID enlazados con un sensor SQUID por medio de una serie de conexiones superconductoras , entre las que se halla un transformador para la reducción de ruido y una bobina de entrada de señal para que la corriente procedente de los anillos detectores se acoplen inductivamente al sensor SQUID , a continuación se encuentra una bobina que registra la señal de radiofrecuencia de salida del sensor y la transmite a un amplificador de frecuencia VHF para reconvertir la señal en un voltaje analógico ajustado de manera estrictamente proporcional a la intensidad de corriente circulante en la bobina de entrada del SQUID.

La magnetización se mide habitualmente haciendo un movimiento repetitivo de la muestra esta hacia arriba a lo largo de cierta distancia y posteriormente leyendo el voltaje de salida del detector SQUID. Si el voltaje del SQUID presenta un número suficiente de datos puntuales, entonces el voltaje puede ser representado gráficamente con una función de posición de la muestra

El dispositivo de interferencia cuántica de superconducción (en inglés SQUID), consiste en dos superconductores separados por finas capas aislantes, que forman dos uniones Josephson paralelas. El dispositivo se

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