The Signal
Un gruppo di Adelaide riprogetta gli array di SQUID per rilevare il campo magnetico nullo
I ricercatori della Adelaide University riferiscono che spire superconduttrici prive di giunzioni possono consentire agli array di SQUID di misurare il campo magnetico in termini assoluti senza variare l’area fisica delle spire. Il progetto
Quantum.world Team · Scritto con l’IA · verificato ·
Misure assolute, con un compromesso sulla sensibilità
Per gli array di SQUID, misurare un campo magnetico fino a zero ha comportato un costo progettuale: realizzare spire con aree diverse può compromettere le prestazioni di ciascuna spira. Un gruppo della Adelaide University riferisce di aver trovato una strada diversa, inserendo spire superconduttrici senza giunzioni Josephson in un array le cui spire SQUID hanno la stessa area fisica. L’articolo è apparso su Physical Review Applied il 26 ottobre 2026; l’università ha annunciato il risultato il giorno seguente.
Il lavoro riguarda array bidimensionali di filtri superconduttivi a interferenza quantistica, o SQIF, costituiti da spire SQUID. Uno SQUID convenzionale utilizza materiale superconduttore e giunzioni Josephson per produrre una risposta in tensione che varia con il flusso magnetico. Gli array possono produrre risposte sensibili alle radiofrequenze, ma secondo i ricercatori i progetti esistenti impiegati come magnetometri assoluti richiedono aree delle spire incommensurabili, cioè prive di semplici rapporti esprimibili con numeri interi. Questa diversità aiuta a determinare il campo magnetico in termini assoluti, ma, secondo l’articolo, è in contrasto con l’ottimizzazione delle prestazioni di ciascuna spira.
Le spire prive di giunzioni creano una «variabilità sintetica delle aree»
Invece di variare le dimensioni delle spire, Ross D. Monaghan, Jonathan L. Marenkovic e Giuseppe C. Tettamanzi collocano in punti selezionati del circuito sezioni «nude»: spire senza giunzioni Josephson. La loro disposizione modifica il modo in cui i segnali si propagano nell’array, producendo quella che chiamano una variabilità sintetica delle aree: il circuito si comporta come se le sue spire avessero aree diverse, anche se non è stata introdotta alcuna variazione delle aree fisiche.
«In questo lavoro riferiamo che, inserendo selettivamente sezioni “nude” di un circuito superconduttore prive di giunzioni Josephson, gli array bidimensionali di SQUID possono funzionare come magnetometri assoluti anche quando non viene applicata alcuna variazione delle aree fisiche.»
Ross D. Monaghan, Jonathan L. Marenkovic e Giuseppe C. Tettamanzi, Physical Review Applied
I ricercatori definiscono una relazione analitica tra la posizione delle spire prive di giunzioni e la variazione equivalente delle aree delle spire. Questo offre ai progettisti un modo per calcolare come una determinata disposizione delle spire senza giunzioni dovrebbe influire sulla risposta dell’array in tensione al flusso magnetico, anziché affidarsi a spire fisiche di dimensioni diverse per generarla.
Gli array fabbricati confermano la teoria
L’articolo riferisce che il gruppo ha fabbricato diversi array bidimensionali contenenti spire prive di giunzioni e ne ha misurato la risposta. Gli array si sono comportati in linea con le previsioni teoriche. La Adelaide University afferma che i circuiti superconduttori fabbricati hanno funzionato a temperature molto basse, come richiesto per i dispositivi superconduttori.
Il risultato conferma il principio progettuale in un dispositivo fisico, ma non dimostra le prestazioni di un sensore completo in uno scanner medico o in un sistema di comunicazione. L’articolo descrive una strada verso la magnetometria assoluta e afferma che il metodo potrebbe contribuire alla realizzazione di sensori quantistici ad alte prestazioni; non presenta un prodotto già in uso né un dispositivo per l’imaging cerebrale pronto all’impiego sul campo.
Le applicazioni restano il passo successivo
La Adelaide University indica il monitoraggio cerebrale, i ricevitori a radiofrequenza, le comunicazioni a basso rumore e il rilevamento elettromagnetico come possibili applicazioni. Per ora si tratta di impieghi potenziali. L’università afferma che sono necessari ulteriori test prima della commercializzazione, mentre altri studi esaminano le prestazioni e le applicazioni dei dispositivi.
Secondo la Adelaide University, il progetto è anche oggetto di una domanda di brevetto internazionale. Il suo contributo a breve termine è più circoscritto e concreto: array SQIF fabbricati con spire della stessa area fisica possono utilizzare spire senza giunzioni Josephson collocate in punti strategici per riprodurre la risposta associata a una variazione delle aree.