Квантовые эффекты в мезоскопических системах. Ч.I. Квантовое туннелирование с диссипацией. Жуковский В.Ч - 17 стр.

UptoLike

Таким образом, когерентные эффекты лишь создают дополнительную
«потенциальную» энергию
()
i
U
j
для движения системы вдоль координаты
j
, но само это движение может носить вполне классический характер.
Подводя итог, можно сказать, что когерентные (первичные) квантовые
эффекты суть не что иное, как квантовое когерентное движение микрочастиц
(например, куперовских пар в сверхпроводнике). В то же время «реально-
квантовые» (вторичные) квантовые эффекты представляют собой квантовое
движение макрообъекта в целом. Легетт [6] ввел
количественный критерий
для различия этих эффектов.
Естественно возникает вопрос о возможности сосуществования этих
двух типов квантовых эффектов в одной системе, например, в джозефсонов-
ских переходах. Несмотря на то, что возможность малых квантовых флук-
туаций в таких переходах обсуждалась довольно давно, только последние ра-
боты принесли достаточно ясное понимание условий проявления
реально-
квантовых (вторичных) макроскопических эффектов в сверхпроводимости.
Рассматривается в качестве примера [6] одиночный джозефсоновский
переход. Учитывая в нем, кроме «потенциальной» энергии (1.4), еще и «ки-
нетическую» энергию электрического поля
22
22
QM
T
CJ
==,
2
2
JC
e
жц
ч
з
=
ч
з
ч
з
иш
h
, (1.5)
где
C
емкость перехода; для функции Гамильтона мы снова приходим к
выражению (1.2), где роль углового момента
M
теперь играет величина
2
22
Q
MJ C
ee
jj
жц
ч
з
== =
ч
з
ч
з
иш
hh
&&
, (1.6)
пропорциональная разбалансу
Q электрических зарядов сверхпроводников,
образующих джозефсоновский переход.
Из аналогии свойств рассматриваемой системы хорошо изученным
свойствам плоского маятника следует, что ее квантовые свойства ясно про-
являются, когда энергия основного состояния становится сравнимой с харак-
терной энергией
C
E
и, с другой стороны, больше маскирующей тепловой
энергии
B
kT
:
,
C
kT aEw іh , (1.7)
где
a некоторый коэффициент порядка 1; здесь w классическая часто-
та малых колебаний системы вблизи положения равновесия
0
j
j= :
       Таким образом, когерентные эффекты лишь создают дополнительную
«потенциальную» энергию U i (j ) для движения системы вдоль координаты
j , но само это движение может носить вполне классический характер.
      Подводя итог, можно сказать, что когерентные (первичные) квантовые
эффекты суть не что иное, как квантовое когерентное движение микрочастиц
(например, куперовских пар в сверхпроводнике). В то же время «реально-
квантовые» (вторичные) квантовые эффекты представляют собой квантовое
движение макрообъекта в целом. Легетт [6] ввел количественный критерий
для различия этих эффектов.
      Естественно возникает вопрос о возможности сосуществования этих
двух типов квантовых эффектов в одной системе, например, в джозефсонов-
ских переходах. Несмотря на то, что возможность малых квантовых флук-
туаций в таких переходах обсуждалась довольно давно, только последние ра-
боты принесли достаточно ясное понимание условий проявления реально-
квантовых (вторичных) макроскопических эффектов в сверхпроводимости.
     Рассматривается в качестве примера [6] одиночный джозефсоновский
переход. Учитывая в нем, кроме «потенциальной» энергии (1.4), еще и «ки-
нетическую» энергию электрического поля
                                                  2
                      Q2   M2        жh ц
                  T =    =    , J = зз ч чC ,
                                         ч                          (1.5)
                      2C   2J        и2e ш
где C — емкость перехода; для функции Гамильтона мы снова приходим к
выражению (1.2), где роль углового момента M теперь играет величина
                                           2
                                   жh ц         Qh
                        M = J j&= зз ч ч
                                       ч C j &=    ,                (1.6)
                                   и2e ш        2e
пропорциональная разбалансу Q электрических зарядов сверхпроводников,
образующих джозефсоновский переход.
     Из аналогии свойств рассматриваемой системы хорошо изученным
свойствам плоского маятника следует, что ее квантовые свойства ясно про-
являются, когда энергия основного состояния становится сравнимой с харак-
терной энергией E C и, с другой стороны, больше маскирующей тепловой
энергии kBT :
                              h w і kT ,       aE C ,               (1.7)

где a — некоторый коэффициент порядка 1; здесь w — классическая часто-
та малых колебаний системы вблизи положения равновесия j = j 0 :