Создание современной эталонной базы с использованием физических эффектов: эффект Джозефсона.

В 1962 Б.Джозефсон, аспирант Кембриджского университета, размышляя над тем, что будет, если сблизить два сверхпроводника на расстояние нескольких ангстрем, высказал предположение, что куперовские пары должны за счет «туннельного» эффекта переходить из одного сверхпроводника в другой при нулевом напряжении.

Было предсказано 2 замечательных эффекта. Во-первых, через туннельный сверхпроводящий контакт (переход, представляющий собой 2 сверхпроводника, разделенные слоем диэлектрика) возможно протекание сверхпроводящего (бездиссипативного) тока. Критическое значение этого тока зависит от внешнего магнитного поля. Во-вторых, если ток через контакт превосходит критический той перехода, то контакт становится источником высокочастотного электромагнитного излучения. Первый их этих эффектов называют стационарным эффектом Джозефсона, второй – нестационарным.

Образцы приборов с контактом Джозефсона могут обнаружить напряжения порядка 10-15 В. Магнитометры,  способные обнаружить магнитные поля порядком 10-9 Гс (Гаусс 104 = 1 Тл – Тесла) т.е. 10-11 Тл, используются при излучении магнитных материалов, а также в медицинских магнитокардиографах. Чрезвычайно чувствительные детекторы вариаций силы тяжести могут применяться в различных областях геофизики.

Техника сверхпроводимости и особенно контакты Дж оказывают всё большее влияние на метрологию. С помощью джозефсоновских контактов создан стандарт 1 В. Был разработан также первичный термометр для криогенной области, в которой резкие переходы в некоторых веществах используются для получения реперных (постоянных) точек температуры. Новая техника исп в компараторах тока, для измерений частоты. Она прим также в фундаментальных исследованиях, таких, как измерение дробных зарядов атомных частиц и проверка теории относительности.

Во ВНИИФТРИ создана установка на основе матрицы джосефсоновских переходов для воспроизв единицы напряжения постоянного тока. Установка предн для калибровки и поверки многоразрядных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) в интегральном исполнении. Такие достаточно дешевые АЦП уже в течении неск-ких лет произв рядом фирм и широко используются в России в изм системах и приборах. Установка ВНИИФТРИ необходима также для калибровки и поверки высокоточных мер напряжения и цифровых вольтметров. Основным элементом установки является матрица джозефсоновских переходов, изготовленная в РТВ (Германия). Использование эффекта Дж обесп выс точность воспроизв напряжения. Техн уровень установки соответствует мировому уровню. Установка состоит из криозонда с джозефсонской матрицей, СВЧ генератора (длина волны 4 мм) с системой фазовой  автоподстройки частоты, рубидиевого стандарта частоты, характериографа, транспортируемого гелиевого дюара.