Física microscópica de los diodos superconductores de tipo Josephson

Un diodo Josephson está formado por dos superconductores separados por un aislante muy estrecho, tanto que las funciones de onda de los pares de Cooper a ambos lados se solapan produciendo una (super)corriente entre ambos por efecto túnel. El mecanismo microscópico responsable es la aparición de estados dobletes de Andreev cuyos niveles de energía están relacionados con la diferencia de fase entre los pares de Cooper a ambos lados del aislante. Se publica en Nature la primera observación experimental por espectroscopia de los estados dobletes de Andreev, que se comportan como fermiones (tienen espín 1/2) localizados a modo de “puentes” entre ambos superconductores. Bretheau et al. han detectado por primera vez estos estados usando la técnica de espectroscopia por absorción de fotones. Nos lo cuentan Simon Gustavsson y William D. Oliver, “Quantum physics: Andreev states taken to the next level,” Nature 499: 286–287, 18 Jul 2013, haciéndose eco del artículo técnico de L. Bretheau et al., “Exciting Andreev pairs in a superconducting atomic contact,” Nature 499: 312–315, 18 Jul 2013.

¿Para qué puede servir la manipulación de los estados de Andreev? Bretheau y sus colegas afirman que estos estados pueden usarse en computación cuántica (para el desarrollo de nuevas puertas lógicas cuánticas) y además podrían servir como sistema físico análogo a partículas de Majorana (gracias a sus interacciones con el espín y el momento angular de los electrones). Pero quizás lo más interesante de la “física de los estados de Andreev” es que permitirá conocer mejor algunas propiedades microscópicas de la superconductividad.

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