Techniklexikon

Flussquantisierung

Supraleitung, Tieftemperaturphysik und -technik , die Quantisierung des magnetischen Flusses, der einen supraleitenden Ring (allgemeiner einen mehrfach zusammenhängenden supraleitenden Körper, Supraleiter) durchdringt, in Einheiten von h / q (h: Plancksche Konstante, q: Ladung der supraleitenden Ladungsträger, Fluxoid). Sie wurde von F. London 1950 theoretisch vorhergesagt und unabhängig von Doll und Näbauer und von Deaver und Fairbank 1961 experimentell bestätigt, wobei sich q = 2e und daraus für das Flussquant f₀ = h / 2e ergab.

Neben der Supraleitfähigkeit und dem Meissner-Ochsenfeld-Effekt ist die Flussquantisierung die bedeutsamste Erscheinungsform der Supraleitung: Zum einen belegt sie über die Anwendbarkeit der Bohrschen Quantisierungsbedingung auf makroskopische Strombahnen den makroskopischen Charakter der supraleitenden Wellenfunktion (BCS-Theorie), zum anderen liefert sie den direkten Hinweis auf die Existenz von Elektronenpaaren (Cooper-Paar) in Supraleitern.

Auch bei den neu entdeckten Hochtemperatur-Supraleitern konnte Flussquantisierung in Einheiten von f₀ nachgewiesen werden.

Flussquantisierung: magnetischer Fluss F in Abhängigkeit vom Einfrierfeld B in einem Sn-Zylinder (nach Deaver und Fairbank).