(a) Micrografía electrónica de barrido de la unión de Josephson superconductor (Nb) / metal normal (Ag) / superconductor (Nb) medido. (b) Esquema codificado por colores de la densidad de estados dependiente de la fase de energía normalizada de una unión SNS de difusión larga. Las flechas verticales completas (discontinuas) representan las transiciones inelásticas de alta (baja) probabilidad. Los círculos grises (azules) representan cuasipartículas similares a electrones (huecos). Crédito:Universidad de Jyväskylä / Pauli Virtanen
Comprender cómo la absorción de microondas cambia las propiedades de transporte de las uniones difusivas de Josephson es un tema de interés para la comunidad del transporte cuántico. Es especialmente relevante para los esfuerzos actuales para abordar la relación de fase actual en uniones topológicas de Josephson, y más en general, el transporte de microondas en dispositivos cuánticos.
Investigadores de la Universidad de Paris-Saclay, la Universidad de Regensburg (Alemania) y la Universidad de Jyvaskyla; (Finlandia) han realizado un trabajo teórico y experimental combinado que revela la naturaleza profunda del transporte cuántico en uniones Josephson difusivas fuertemente impulsadas. Los resultados se publican en Investigación de revisión física en octubre.
A temperaturas suficientemente bajas, Los superconductores no pueden absorber la radiación de microondas de una energía más pequeña que la brecha de energía superconductora D. En los eslabones débiles de Josephson, donde dos superconductores (S) están débilmente acoplados a través de un cable metálico de difusión largo (N), La radiación se puede absorber en N porque la brecha inducida en la densidad de estados o minigap es considerablemente menor que D.
Los investigadores han estudiado el estado dinámico fuera de equilibrio inducido por la absorción de fotones de microondas de alta frecuencia en la unión difusiva superconductor-metal normal-superconductor (SNS). Para caracterizar este estado, los investigadores fueron pioneros en una técnica de espectroscopía ac-Josephson de resolución armónica para acceder al contenido armónico de la relación corriente-fase bajo radiación de microondas.
Con este enfoque, que no requiere circuitos especializados en chip, pudieron ver que una fuerte anarmonicidad de la relación corriente-fase surge bajo iluminación, especialmente a alta frecuencia cuando se favorecen las transiciones inelásticas a través del minigap inducido. Este nuevo régimen va mucho más allá de la teoría estándar de Eliashberg y se comprende debido a las modificaciones del espectro de Andreev portador de supercorriente inducidas por transiciones no adiabáticas.
Estos hallazgos arrojan luz sobre los complejos mecanismos involucrados en los superconductores mesoscópicos irradiados y tienen importantes implicaciones en las perspectivas de la computación cuántica basada en Andreev.
