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| | [[文件:约瑟夫森结迟滞现象.png|替代=约瑟夫森结迟滞现象|无框|445x445像素]] | | [[文件:约瑟夫森结迟滞现象.png|替代=约瑟夫森结迟滞现象|无框|445x445像素]] |
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| − | 其中横坐标是电流,纵坐标为一个周期内的平均电压。当电流稳步缓慢增大的时候,平均电压在i=1的地方产生突变(虚线处);然而当电流稳步缓慢减少的时候,则平均电压会在 | + | 其中横坐标是电流,纵坐标为一个周期内的平均电压。当电流稳步缓慢增大的时候,平均电压在i=1的地方产生突变(虚线处);然而当电流稳步缓慢减少的时候,则平均电压会在<math>I_c</math>处突然跌落,两条曲线不重合,这就是[[迟滞]]现象。 |
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| | + | 从动力学上来讲,假设<math>\alpha</math>是小的,且<math>i</math>值最初是低于同宿分岔的,那么交点在稳定不动点处产生,对应着零电压状态。随着i增加并未发生任何变化,直到i超过1。此时,稳定不动点在鞍-结分岔处消失,而且相交点跳跃到一个非零电压状态。 |
| | + | |
| | + | 如果i返回变小,在低于i=1的区域,极限环一直存在。但随着逐渐接近于<math>I_c</math>,它的频率连续地趋于0,这就体现为上图。 |
| | + | |
| | + | 该现象可以用如下的代码来复现。 |
| | + | <syntaxhighlight lang="Mathematica"> |
| | + | Q = 10; (*品质因子,即阻尼大小*) |
| | + | tt = 500; (*积分时间*) |
| | + | cycle = 2 Pi; |
| | + | phiInit = {0, 0}; |
| | + | |
| | + | (*向上扫描*) |
| | + | upData = |
| | + | Reap[Do[sln = |
| | + | NDSolve[{phi''[t] + (1/Q) phi'[t] + Sin[phi[t]] == i, |
| | + | phi[0] == phiInit[[1]], phi'[0] == phiInit[[2]]}, |
| | + | phi, {t, 0, tt}]; |
| | + | fn = phi /. sln[[1]]; |
| | + | avg = NIntegrate[fn'[t], {t, tt - cycle, tt}]/cycle; |
| | + | Sow[{i, avg}]; |
| | + | (*更新初始条件为上一次的终点,保持连续演化*) |
| | + | phiInit = {fn[tt], fn'[tt]};, {i, 0, 3, 0.1}]][[2, 1]]; |
| | + | |
| | + | (*再从大到小扫描*) |
| | + | downData = |
| | + | Reap[Do[(*类似过程,但i从大到小*) |
| | + | sln = NDSolve[{phi''[t] + (1/Q) phi'[t] + Sin[phi[t]] == i, |
| | + | phi[0] == phiInit[[1]], phi'[0] == phiInit[[2]]}, |
| | + | phi, {t, 0, tt}]; |
| | + | fn = phi /. sln[[1]]; |
| | + | avg = NIntegrate[fn'[t], {t, tt - cycle, tt}]/cycle; |
| | + | Sow[{i, avg}]; |
| | + | phiInit = {fn[tt], fn'[tt]};, {i, 3, 0, -0.1}]][[2, 1]]; |
| | + | |
| | + | ListPlot[{upData, downData}, Joined -> True, PlotStyle -> {Red, Blue}, |
| | + | FrameLabel -> {"I/Ic", "平均 φ̇"}] |
| | + | </syntaxhighlight> |
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| | ==与2025年诺贝尔物理学奖的关系== | | ==与2025年诺贝尔物理学奖的关系== |