EFECTOS CUÁNTICOS MACROSCÓPICOS: INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN EN EL SISTEMA JOSEPHSON DEL INTI
Resumen
El ampere, una de las unidades de base del Sistema Internacional (SI) es mantenido en los Institutos Nacionales de Metrología por medio de dos efectos cuánticos macroscópicos: el efecto Josephson para la tensión eléctrica y el efecto Hall cuántico para la resistencia eléctrica. Empleando el efecto Josephson. el volt es reproducido utilizando los escalones cuánticos de tensión eléctrica de un arreglo de junturas Josephson. La tensión eléctrica de cada escalón es igual a Vj = hf/2e, donde h es la constante de Planck, e la carga del electrón y f la frecuencia de la radiación electromagnética con que se irradia la juntura Josephson. La tensión eléctrica total de las junturas conectadas en serie resulta Vj = nhj72e.
En este trabajo se informa sobre la capacidad de medición de tensión eléctrica que posee el INTI, basada en este fenómeno cuántico macroscópico. En el sistema que posee el INTI la tensión eléctrica total de las junturas es del orden de 1V. Se describe la evaluación de la incertidumbre intrínseca de su sistema Josephson (patrón nacional de tensión eléctrica), que resulta ser ±11 nV. Se describe el procedimiento de transferencia de esta tensión eléctrica a patrones secundarios de trabajo. Ella representa el primer eslabón en la cadena de trazabilidad metrológica.
Se muestra aquí que la incertidumbre típica de este procedimiento es de ±315 nV, siendo dominante la componente de tipo estadístico, la cual es atribuible a la inestabilidad de la tensión eléctrica del patrón secundario de trabajo.
