Что такое СКВИД?

Навстречу мне с задумчивым лицом быстро шел изящно 
согнутый Жиан Жиакомо, за ним с его огромным 
портфелем подмышкой и с его тростью в зубах семенил 
гном. Мы раскланялись. Остановить его я не посмел, 
и он прошел сквозь запертую дверь в свой кабинет. 
Гном просунул ему вслед портфель и трость...

А. и Б. Стругацкие. "Понедельник начинается в субботу"

О сверхпроводимости слышали, наверное, все читатели. Это явление состоит в том, что при низких температурах электрическое сопротивление ряда чистых металлов и сплавов становится равным нулю, и электрический ток те-чет без всяких потерь.

Температуры, при которых исчезает сопротивление, очень низкие - они близки к абсолютному нулю (-273,15 °С). Для охлаждения вещества до такой температуры его помещают в жидкий гелий, который при нормальном давлении кипит при температуре 4,2 К и не замерзает, как вы уже знаете, при самых низких температурах - вплоть до абсолютного нуля.

В лабораториях всего мира физики и химики ищут вещества, которые будут сверхпроводящими при не слишком низких температурах (например, чтобы для их охлаждения можно было использовать сравнительно дешевый и доступный жидкий азот). В этом направлении уже достигнут значительный прогресс - открывают все более "высокотемпературные" сверхпроводники. Но даже сегодняшний рекордсмен - сплав ниобия с германием Nb2Ge - становится сверхпроводником лишь при температуре 23,2 К.

И тем не менее уже сейчас сверхпроводимость "работает". В ряде случаев возможности сверхпроводимости столь уникальны, что приходится мириться с затратами на охлаждение. На основе сверхпроводимости действуют чувствительнейшие вольтметры, детекторы и ускорители электромагнитного излучения, создается новое поколение ЭВМ. Существует целая область электроники - криоэлектроника (от греческого "криос" - холод), основанная на использовании явления сверхпроводимости.

Использование сверхпроводимости в электронике основано на законах квантовой механики. Мы расскажем здесь о некоторых квантовых проявлениях сверхпроводимости, лежащих в основе устройства целого ряда сверхпроводящих приборов. Однако рассказ придется начать издалека^*.

^* (В конце 1986 г., когда рукопись уже была сдана в издательство, научный мир был взбудоражен сенсационным сообщением об обнаружении нового ряда сверхпроводящих соединений с критическими температурами 30-40 К. Этими долгожданными веществами оказались весьма сложные металлооксидные соединения типа

Соединения обнаруженного ряда совсем не типичны для сверхпроводников. Они представляют собой так называемую металлооксидную керамику. Их проводимость в нормальном состоянии весьма невысока - по своим электрическим свойствам они являются плохими металлами. Природа обнаруженной высокотемпературной сверхпроводимости пока остается неясной - связана ли она с традиционным взаимодействием электронов друг с другом посредством кристаллической решетки или обусловлена каким-то новым, неизвестным нам механизмом?)