This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവം
Josephson effect
നേരിയ ഇന്‍സുലേറ്റിങ് രോധം കൊണ്ടു വേര്‍തിരിക്കപ്പെട്ട രണ്ട് അതിചാലകങ്ങളുടെ (super conductors) ദുര്‍ബലസന്ധിയിലൂടെ ഇലക്ട്രോണ്‍ യുഗ്മങ്ങള്‍ കടന്നുപോകുന്നതു (tunneling) മൂലം വൈദ്യുതധാര ഉളവാകുന്ന പ്രതിഭാസം.
1962-ല്‍ ബ്രയാന്‍ ഡേവിഡ് ജോസഫ്സന്‍ ഈ പ്രഭാവത്തെക്കുറിച്ച് സൈദ്ധാന്തിക പ്രവചനങ്ങള്‍ നടത്തി. രണ്ട് അതിചാലകങ്ങളുടെ ഇടയില്‍ ഏതാനും നാനോമീറ്ററുകള്‍ മാത്രം കട്ടിയുള്ള രോധത്തിലൂടെ ഇലക്ട്രോണുകള്‍ വികിരണ തരംഗങ്ങള്‍പോലെ തുളച്ചുകയറുന്ന ടണലിങ് എന്ന പ്രക്രിയയെപ്പറ്റി ഇദ്ദേഹം പഠനം നടത്തി. സാധാരണ അതിചാലകത്തില്‍ പരിബദ്ധ (bound) ഇലക്ട്രോണുകള്‍ക്കു പുറമേ (ഇലക്ട്രോണ്‍ ജോടികള്‍ക്കു പുറമേ) ഒറ്റപ്പെട്ട ഇലക്ട്രോണുകള്‍ കൂടിയുണ്ട്. ഇത്തരം അയുഗ്മിത ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ടണലിങ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന സാധാരണ വൈദ്യുതധാരയെക്കുറിച്ച് ലിയോ ഇസാക്കി, ഐവര്‍ ഗെയിവര്‍ എന്നീ ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ മനസ്സിലാക്കിയിരിക്കുന്നു. എന്നാല്‍ കൂപ്പര്‍ ജോടികള്‍ (Cooper pairs) എന്നറിയപ്പെടുന്ന യുഗ്മിത ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ടണലിങ് വഴി സൂപ്പര്‍ കറന്റ് ഉണ്ടാകുന്നു എന്ന് ജോസഫ്സന്‍ കണ്ടുപിടിച്ചു. ജോസഫ്സന്‍ ജങ്ഷന് കുറുകെയുള്ള വോള്‍ട്ടതയുടെ അസാന്നിധ്യമോ സാന്നിധ്യമോ അനുസരിച്ച് ഈ വൈദ്യുതധാര നോര്‍ധാരയോ (d.c.) പ്രത്യാവര്‍ത്തിധാരയോ (a.c.) ആകാം. വൈദ്യുതധാരയുടെ അളവ് ഒരു ക്രാന്തികമൂല്യത്തില്‍ കൂടുന്നില്ലെങ്കില്‍ ടണല്‍ രോധത്തിനു കുറുകെയുള്ള വോള്‍ട്ടതാ പാതം (voltage drop) പൂജ്യം ആയിരിക്കും. കൂപ്പര്‍ ജോടി ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ടണലിങ് ഫലമായി ഉളവാകുന്ന ഇത്തരം പൂജ്യം-വോള്‍ട്ടതാവിദ്യുത്പ്രവാഹമാണ് 'd.c ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവം' എന്ന പേരില്‍ അറിയപ്പെടുന്നത്. എന്നാല്‍ ടണല്‍ രോധത്തിനു കുറുകെ V എന്ന സ്ഥിരത വോള്‍ട്ടത നിലനിര്‍ത്തിയാല്‍ പ്രത്യാവര്‍ത്തിസ്വഭാവമുള്ള സൂപ്പര്‍ കറന്റ് (a.c. super current) ഉണ്ടാകുന്നതായി കാണാം. ഇതാണ് ' a.c ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവം'. (അയുഗ്മിത ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ടണലിങ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന d.c കറന്റിനു പുറമേയാണിത്.) ഇത്തരം പ്രത്യാവര്‍ത്തി സൂപ്പര്‍ കറന്റിന്റെ ആവൃത്തി (frequency) 
എന്ന സമവാക്യത്തില്‍ നിന്നു ലഭിക്കുന്നു. ഇവിടെ e ഇലക്ട്രോണിന്റെ ചാര്‍ജ് പരിമാണത്തെയും h പ്ലാങ്ക് സ്ഥിരാങ്കത്തെയും പ്രതിനിധാനം ചെയ്യുന്നു. ലോഹങ്ങളുടെ ഇടയിലുള്ള ഇന്‍സുലേറ്റു ചെയ്ത ഭാഗത്തു നിന്ന് ഉച്ചാവൃത്തിയുള്ള വിദ്യുത്കാന്തികതരംഗങ്ങള്‍ നിര്‍ഗമിക്കാന്‍ ഈ a.c കറന്റ് കാരണമാകും. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ സാന്നിധ്യത്തില്‍ പൂജ്യം വോള്‍ട്ടതാ സൂപ്പര്‍ കറന്റിന്റെ ഉച്ചതമമൂല്യം കുറയുന്നു. ഇത് ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവത്തിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ പ്രത്യേകതകളില്‍ ഒന്നാണ്.
ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക വ്യാഖ്യാനം വഴി ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവത്തിന് മതിയായ വിശദീകരണം നല്കാന്‍ കഴിയും. അതിചാലകങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള BCS സിദ്ധാന്തത്തെ (Bardeen-Cooper-Schrieffer Theory) ഇത് സ്ഥിരീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
നിത്യജീവിതത്തില്‍ ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവത്തിന് വളരെയേറെ പ്രായോഗിക ഉപയോഗങ്ങളുണ്ട്. സംവേദനക്ഷമതയേറിയ ഡിറ്റക്റ്ററുകള്‍, ആംപ്ലിഫയറുകള്‍, ലോ പവര്‍ ജനറേറ്ററുകള്‍, കാന്തികക്ഷേത്രങ്ങളുടെ അതിസൂക്ഷ്മ അളക്കലിനുപയോഗിക്കുന്ന സൂപ്പര്‍ കണ്ടക്റ്റിങ് ഇന്റര്‍ഫെറോമീറ്ററുകള്‍, കംപ്യൂട്ടറുകള്‍, മറ്റനേകം ശാസ്ത്രോപകരണങ്ങള്‍ എന്നിവയുടെ നിര്‍മിതിയില്‍ ജോസഫ്സന്‍ പ്രഭാവത്തിനു പ്രസക്തിയുണ്ട്. എന്നാല്‍ മിക്ക പ്രായോഗികാവശ്യങ്ങള്‍ക്കും കേവലപൂജ്യത്തോട് അടുത്ത താപനില ആവശ്യമാണ്. പരീക്ഷണോപകരണങ്ങള്‍ ദ്രവ ഹീലിയത്തില്‍ നിമജ്ജനം ചെയ്താണ് ഇത്തരം നിമ്ന താപനില കൈവരിക്കുന്നത്.
