Glossar der Physik - Begriffserklärung





Josephson-Effekt
Der Josephson-Effekt ist ein quantenmechanisches Phänomen, das in der Supraleitung auftritt. Er beschreibt den Stromfluss zwischen zwei Supraleitern, die durch eine sehr dünne isolierende Schicht, den sogenannten Josephson-Kontakt, voneinander getrennt sind. Normalerweise würde man erwarten, dass durch eine isolierende Schicht kein Strom fließen kann. In der Quantenwelt ist dies jedoch anders: Aufgrund des Tunneleffekts können die supraleitenden Elektronenpaare, die sogenannten Cooper-Paare, die Barriere durchtunneln und es fließt ein Strom, selbst wenn keine äußere Spannung angelegt wird. Dieser Strom wird als Josephson-Strom bezeichnet.
Legt man hingegen eine Gleichspannung an den Josephson-Kontakt an, beginnt der Strom zu oszillieren, also mit einer bestimmten Frequenz hin und her zu fließen. Diese Frequenz ist direkt proportional zur angelegten Spannung. Dieses Verhalten wird als AC-Josephson-Effekt bezeichnet, während der Stromfluss ohne angelegte Spannung als DC-Josephson-Effekt bekannt ist. Die Entdeckung des Effekts durch Brian D. Josephson im Jahr 1962 revolutionierte das Verständnis von Supraleitung und wurde mit dem Nobelpreis für Physik im Jahr 1973 gewürdigt.
Der Josephson-Effekt ist von großer Bedeutung, da er ein eindrucksvolles Beispiel für makroskopische Quantenphänomene darstellt, also für Quanteneffekte, die nicht nur auf atomarer Ebene, sondern auch in makroskopischen Systemen beobachtet werden können. Er spielt eine wichtige Rolle in der Grundlagenforschung, etwa bei der…











