ФЛЮКСОНИ

Впродовж декількох останніх десятиліть значну увагу науковців привертають так  звані флюксони, тобто солітони, що рухаються в довгому джозефсонівському контакті (ДДК) і мають фізичний зміст кванта магнітного потоку. Вони описуються добре відомим синусоїдальним рівнянням Гордона (СРГ), яке є точно розв’язуваною моделлю в одновимірному випадку. Динаміка флюксонів у ДДК є предметом значної кількості теоретичних та експериментальних досліджень.

Рiвняння синус-Гордон (СГ) описує динамiку флюксону в довгих контактах Джозефсона. У безрозмiрних змiнних (де простiр нормується до джозефсонiвської глибини проникнення, а час — до оберненої плазмoвої частоти) за умови наявностi дисипацiї та зовнiшнього змiнного струму це рiвняння має такий вигляд:

f(1)

У цьому рiвняннi змiнна φ(x, t) описує рiзницю фаз макроскопiчних хвильових функцiй надпровiдникiв, що утворюють контакт, α вiдповiдає за дисипацiю, a функцiя j(t) = j(t+T) з нульовим середнiм значенням f = 0 описує густину зовнiшнього змiнного струму, що подається на контакт i є однорiдно розподiленим вздовж нього.

Науковий інтерес до даної тематики підживлюється можливістю використання джозефсонівських вихорів як носіїв інформації та їх подальшого застосування для побудови різноманітних інформаційно-цифрових пристроїв. В реальності джозефсонівські контакти не можуть бути просторово однорідними, неоднорідність у них може виникати як дефект в процесі виготовлення або створюватися з метою отримання контакту з певними властивостями. Значна кількість відомих на цей час робіт у даній області спрямована на дослідження динаміки солітона в одновимірному довгому джозефсонівському контакті та його взаємодії з домішкою точкового розміру.

Флюксони є носiями квантiв потоку магнiтного поля i, як i решта нелiнiйних збуджень топологiчного типу, вiдзначаються високим ступенем структурної стiйкостi, оскiльки такий солiтон можна знищити якщо його перемiстити за межi зразка. Однiєю з причин особливої уваги до цих збуджень є можливiсть використання їх у ролi елементiв пам’ятi в квантових комп’ютерах . Надзвичайно важливим є детальне дослiдження вiдгуку топологiчних солiтонiв на зовнiшнi збурення, зокрема на перiодичнi. Явище направленого руху флюксонiв у довгому джозефсонiвському контактi пiд впливом асиметричних часових або просторових збурень детально дослiджувалося як теоретично , так i експериментально. Було встановлено, що направлений рух солiтону можна отримати, якщо порушити всi симетрiї, якi пов’язують солiтоннi розв’язки з протилежними за знаком та однаковими за модулем швидкостями. Основним iнструментом дослiдження динамiки флюксонiв є солiтонна теорiя збурень. Проте область її застосування обмежена адiабатичними збуреннями та малими амплiтудами зовнiшнього струму. На сьогоднi необхiдно отримати повну iнформацiю про направлений рух флюксону для широкої областi параметрiв, для яких пертурбативнi методи не працюють.