Kas elektrivoolu SI ühik võib saada uue definitsiooni?
Praegu on elektrivoolu ühik, amper, üldlevinud SI süsteemis defineeritud kahe meetripikkuse ja meetri võrra eraldatud paralleelse vooluga juhtme vahel mõjuva jõu kaudu. Tegemist on makroskoopilise määranguga ja sellest tulenevalt tekivad reaalses katses paratamatult piiravad ebatäpsused. Soome teadlaste juhitav rühm on loonud seadme, mis võib saada ampri mikroskoopilise definitsiooni aluseks. Helsingi Ülikooli füüsikud eesotsas Jukka Pekolaga valmistasid miniatuurse transistori põhimõttel toimiva seadme, milles juhtiva piirkonnaga on Josephsoni kontaktide vahendusel ühendatud kaks viiku. Josephsoni kontaktiks (Wikipedia: Josephson effect) on õhuke isolaatorikiht, millele rakendatud vahelduvpinge ühe perioodi jooksul kontakti läbivate elektronide arvu määrab juhtpinge amplituud. Vastloodud transistoris on kontaktid piisavalt väikesed, et kuloniline tõukumine ei luba korraga tunneleeruda rohkem kui ühel elektronil. Lisaks saab nende voolu juhtivas osas mõjutada sellele ühendatud tüürelektroodile pinget rakendades. Praeguseks on saavutatud olukord, kus voolu määra suudetakse reguleerida ühe elektroni kaupa. Pekkola sõnul ei ole keeruline niisuguseid transistore suuremal hulgal paralleelselt ühendada, et saada ülitäpselt määratud makroskoopilisi voolusid. Kolmest elektrivoolu põhisuurusest kahe jaoks on juba kvantmehaanikal põhinevad mikroskoopilised määrangud – pinge mõõtmiseks saab kasutada vahelduvvoolu Josephsoni efekti ja takistus on seotud Halli efektiga. Soomlaste tulemus võimaldaks siduda tüürvoolu sageduse Josephsoni kontaktil ja voolutugevuse läbi transistori.
Allikas: physicsworld.com
Toimetas Erik Randla