SQUID
SQUID ist die Abkürzung für Superconducting QUantum Interference Device. Mit einem SQUID kann man sehr präzise sehr kleine Magnetfelder messen.Ein SQUID besteht aus einem supraleitenden Ring, der an einer Stelle durch ein normalleitendes Material unterbrochen wird. Diese Spalte muss jedoch so klein sein, dass die supraleitenden Elektronenpaare (die Cooper-Paare) durch diese Spalte hindurchtunneln können. Aus quantenmechanischen Gründen kann innerhalb des Rings nur ein ganzzahliges Vielfaches des elementaren magnetischen Flussquantumss durchfließen. Wenn das Magnetfeld sich verändert, induziert diese Änderung einen Strom im supraleitendem Ring, der die Änderung kompensiert. Sollte die Änderung jedoch größer als ein magnetisches Flussquantum anwachsen, so kann der magnetische Fluss innerhalb des Rings einen Sprung um den Flussquantum machen, der Strom im Ring bricht dann zusammen.
Die Änderung des Stroms im Ring, vor allem den Sprung des Stroms, kann man über einem magnetischen Induktionskreis sehr präzise ermitteln. Die Auflösung des SQUIDs ist genau so groß, wie das magnetische Flussquantum: 2,07x10-15 Vs (im Vergleich: das Erdmagnetfeld liegt in der Größenordnung von zwischen 30 und 60x10-6 Vs pro Quadratmeter an der Erdoberfläche).
Durch das allgegenwärtige Hintergrundfeld (zum Beispiel das Erdmagnetfeld) ist ein SQUID an sich ständig starken Störungen ausgesetzt, allerdings vor allem, weil das Hintergrundfeld in kleinerem Maße als konstant betrachtet werden kann. So kann man zum Beispiel zwei SQUIDs eng neben einander und entgegengesetzt koppeln, so dass man Flussänderungen mit einer Auflösung bis zum Flussquantum ermitteln kann.
Bei der Herstellung von SQUIDs kommen unterschiedliche Materialien zur Anwendung, die bei unterschiedlichen Temperaturen supraleitend werden. Wird ein SQUID zum Beispiel aus Niob angefertigt, muß es im Betrieb extrem stark abgekühlt werden, üblicherweise nimmt man dazu flüssiges Helium bei 4 Kelvin (entspricht -269 Grad Celcius). So genannte Hochtemperatursupraleiter funktionieren schon bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff, 77 Kelvin (entspricht -196 °C). Der Betrieb dieser Materialien ist viel kostengünstiger, da an Stickstoff leichter heranzukommen ist und man ihn auch leichter verflüssigen kann.
SQUIDs werden vielfältig angewendet, zum Beispiel in der Medizin. SQUIDs werden benutzt, um Kernspintomographien zu erstellen oder auch Gehirnströme (siehe MEG) zu messen. In der Geologie und der Archäologie werden SQUIDs eingesetzt, um sehr feine Änderungen des Erdmagnetfeldes an der Oberfläche zu ermitteln, damit kann man die unterirdischen Strukturen (geographische Schichten oder Strukturen von Gebäudeüberresten) feststellen, die mit anderen Methoden nicht feststellbar sind. SQUIDs werden auch dazu benutzt, um Materialstörungen zerstörungsfrei zu ermitteln.
Squid ist auch der Name eines Proxy.