London ögonblick
London -ögonblicket (efter Fritz London ) är ett kvantmekaniskt fenomen där en snurrande supraledare genererar ett magnetfält vars axel är i linje med spinnaxeln. Termen kan också hänvisa till det magnetiska momentet för varje rotation av vilken supraledare som helst , orsakad av att elektronerna släpar efter objektets rotation, även om fältstyrkan är oberoende av laddningsbärarens täthet i supraledaren.
Tyngdkraftssond B
En magnetometer bestämmer orienteringen av det genererade fältet, som interpoleras för att bestämma rotationsaxeln. Gyroskop av denna typ kan vara extremt exakta och stabila. Till exempel mätte de som användes i Gravity Probe B- experimentet förändringar i gyroskopets spinaxelorientering till bättre än 0,5 millibågsekunder (1,4 × 10 -7 grader) under en ettårsperiod. Detta motsvarar en vinkelseparation som är bred på ett människohår sett från 32 kilometer (20 miles) bort.
GP -B- gyrot består av en nästan perfekt sfärisk roterande massa gjord av smält kvarts , som ger ett dielektriskt stöd för ett tunt lager av supraledande niobmaterial . För att eliminera friktion som finns i konventionella lager är rotorenheten centrerad av det elektriska fältet från sex elektroder. Efter den första uppsvängningen av en heliumstråle som för rotorn till 4 000 rpm , evakueras det polerade gyroskophuset till ett ultrahögt vakuum för att ytterligare minska motståndet på rotorn. Förutsatt att fjädringselektroniken förblir driven, kommer den extrema rotationssymmetrin , bristen på friktion och lågt motstånd att tillåta rotorns vinkelmoment att hålla den snurrande i cirka 15 000 år.
En känslig DC SQUID -magnetometer som kan urskilja förändringar så små som ett kvantum , eller cirka 2 × 10 −15 Wb , används för att övervaka gyroskopet. En precession, eller lutning, i rotorns orientering gör att London-momentets magnetfält förskjuts i förhållande till huset. Det rörliga fältet passerar genom en supraledande pickup-slinga fäst vid huset, vilket inducerar en liten elektrisk ström. Strömmen producerar en spänning över ett shuntmotstånd , som löses upp till sfäriska koordinater av en mikroprocessor. Systemet är utformat för att minimera Lorentz vridmoment på rotorn.
Magnetisk fältstyrka
Den magnetiska fältstyrkan associerad med en roterande supraledare ges av:
där M och Q är massan respektive laddningen för de supraledande laddningsbärarna. För fallet med Cooper-elektronpar är M = 2 m e och Q = 2 e . Trots att elektronerna existerar i en starkt interagerande miljö, m e här massan av de bara elektronerna (som i vakuum), och inte t.ex. den effektiva massan av ledande elektroner i normalfasen.
Etymologi
Uppkallad efter naturvetaren Fritz London , och ögonblick som i magnetiska ögonblick .