Brian Josephson

1. PREUSMJERI Predložak:Infookvir znanstvenik

Brian Josephson ili Brian David Josephson (Cardiff, 4. siječnja 1940.), britanski fizičar. Profesor na Sveučilištu Illinois i u Cambridgeu. Od 1967. vodi istraživački odjel Instituta za fiziku u Cambridgeu. Teoretski predvidio svojstva suprastruje pri prolasku kroz takozvanu tunelsku barijeru (Josephsonov učinak). S Leom Esakijem i Ivarom Giaeverom podijelio 1973. Nobelovu nagradu za fiziku.

Tuneliranje

Podrobniji članak o temi: Tuneliranje

Budući da polumjer atomske jezgre iznosi oko 10^-15 m, a brzina alfa-čestice koja se u njemu kreće iznosi oko 10⁶ m/s, izlazi da alfa-čestica dolazi do vanjske površine približno 10⁶/10^-15 = 10²¹ puta u sekundi, odnosno da ona pobjegne iz jezgre nakon 10²¹ pokušaja. To je u stvari bit tuneliranja ili tunelskog učinka.

Tuneliranje, tunelski efekt ili tunelski učinak je kvantnomehanička pojava pri kojoj postoji vjerojatnost da elementarna čestica svlada prepreku (potencijalnu barijeru) kada to zakoni klasične fizike ne dopuštaju. Primjerice, pri naletu čestice na središte odbojne sile kojoj je potencijalna energija veća od kinetičke energije čestice, klasično je moguće samo odbijanje čestice. Ipak, zahvaljujući valnim svojstvima koja kvantna mehanika pridjeljuje elementarnim česticama, valna funkcija čestice ne iščezava ni u samoj barijeri, ni iza nje. Stoga postoji određena vjerojatnost (dana kvadratom modula valne funkcije) da se čestica nađe i u klasično zabranjenim područjima prostora. Ta vjerojatnost ovisi o visini i širini barijere, a pokusi potvrđuju da je, pri naletu mnoštva čestica, broj onih koje prođu barijeru proporcionalan kvantno-mehanički izračunanoj vjerojatnosti.

Tuneliranjem su protumačene mnogobrojne pojave u nuklearnoj i atomskoj fizici, poput alfa raspada atomskih jezgri (George Gamow, 1928.), spontane nuklearne fisije, emisije elektrona iz metalnih površina u supravodičima. U posljednjem slučaju riječ je o posebnom tipu tuneliranja vezanom uz energijski procijep i promijenjenu gustoću stanja za normalno vodljive kvazičestice u supravodiču. Struja elektrona koji prolaze tuneliranjem kroz potencijalnu barijeru našla je primjenu u pretražnom mikroskopu s tuneliranjem, kojom se ispituje elektronska struktura površina vodljivih uzoraka.