Sensibilidad del Magnetómetro SQUID

Según John Clarke, uno de los desarrolladores del concepto, el magnetómetro SQUID puede ser el aparato de medida mas sensible conocido por el hombre. Evoca los siguientes puntos para ilustrar su sensibilidad:

• Se puede medir el flujo magnético en el orden de un flujo cuántico. Un cuanto de flujo puede ser visualizado como el flujo magnético del campo magnético terrestre (0,5 gauss = 0,5 x 10^-4 Teslas), a través de un solo glóbulo rojo humano (diámetro de aproximadamente 7 micras).
• Puede medir campos magnéticos extremadamente pequeños. La energía asociada con el cambio más pequeño detectable en un segundo, aproximadamente 10^-32 Julios, es aproximadamente equivalente, al trabajo necesario para elevar un solo electrón, ¡1 milímetro en el campo gravitatorio de la Tierra!

La sensibilidad del SQUID básico puede ser aumentada conectándole a una bobina plana de hilo superconductor como el niobio. Llamado un "transformador de flujo", esto aumenta la corriente inducida en la unión y permite la detección de campos magnéticos tan pequeños como 10^-15 Tesla o un femto-Tesla (fT). Esto es una resolución de unas 10^-11 veces el campo magnético de la Tierra. En comparación, las auroras en las regiones polares de la Tierra producen fluctuaciones del campo magnético del orden del 1% del campo de la Tierra.

Tomando 1 fT como la resolución nominal del SQUID, será capaz de detectar cambios en los campos magnéticos del cuerpo humano:

El SQUID se ha utilizado para medir y localizar la actividad epiléptica en el cerebro humano. Con los superconductores de alta temperatura, tipo YBaCO, que pueden operar a la temperatura del nitrógeno líquido, se han alcanzado resoluciones sobre el orden de 30 fT.

Un Poco de Historia del SQUID

John Clarke es profesor en la Universidad de California, Berkeley y principal científico de la facultad en el Lawrence Berkeley Laboratory. Obtuvo su maestría y doctorado de la Universidad de Cambridge en 1968. Gran parte de su carrera ha estado dedicada al estudio de los superconductores y el desarrollo de los SQUIDs. Ha participado en el diseño de magnetómetros SQUID en un determinado número de aplicaciones.

Relata haber construido su primera unión Josephson después de una discusión con un estudiante becario de investigación, en el tradicional té de la tarde en el Laboratorio Cavendish. Más tarde construyó un voltímetro capaz de medir 10 femtovoltios (10^-14 voltios), 100.000 veces más sensible que un voltímetro convencional de semiconductores.

Brian Josephson, también trabajando en Cambridge, había desarrollado anteriormente el concepto de la unión que lleva su nombre. Él predijo el efecto túnel de los pares Cooper de electrones de los superconductores, a través de una fina capa aislante. Este efecto túnel se comprobó unos meses más tarde en los laboratorios Bell por Philip W. Anderson y John M. Rowell.