Skip to main content
Log in

Propagation of magnetic flux on a long Josephson tunnel junction

Распространение магнитного потока по длинному туннельному соединению Джоэефсона

  • Published:
Il Nuovo Cimento B (1965-1970)

Summary

It is shown that « wave of permanent profile » solutions for the propagation of magnetic flux on a lossless, one-dimensional Josephson tunnel junction exist only for pulses which contain a single flux quantum. Quasi-linear equations are developed for the envelope of a pulse which contains many flux quanta. The Baecklund transformation is used to obtain an analytic expression for a pulse with two flux quanta and to derive additional conservation laws for pulses with many flux quanta.

Riassunto

Si dimostra che, per la propagazione del flusso magnetico in una giunzione tunnel di Josephson unidimensionale e senza perdite, esistono soluzioni d’« onda di profilo permanente » solo per impulsi che contengono un singolo quanto di flusso. Si sviluppano equazioni quasi lineari per l’inviluppo di un impulso che contiene molti quanti di flusso. Si usa la trasformazione di Baecklund per ottenere un’espressione analitica per un impulso con due quanti di flusso e per ricavare ulteriori leggi di conservazione per impulsi con molti quanti di flusso.

Реэюме

Покаэывается, что рещения в виде « волны постоянного профиля » для распространения магнитного потока по одномерному туннельному соединению Джоэефсона сушествуют только для импульсов, которые содержат отдельный квант. Выводятся кваэилинейные уравнения для пакета импульсов, который содержит много квантов. Испольэуется представление Бзклунда, чтобы получить аналитическое выражение для импульса с двумя квантами в потоке и чтобы вывести дополнительные эаконы сохранения для импульсов с многими квантами в потоке.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. B. D. Josephson:Adv. Phys.,14, 419 (1965).

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. R. A. Ferrell andR. E. Prange:Phys. Rev. Lett.,10, 479 (1963).

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. C. S. Owen andD. J. Scalapino:Phys. Rev.,164, 538 (1967).

    Article  ADS  Google Scholar 

  4. A. M. Goldman andP. J. Kreisman:Phys. Rev.,164, 544 (1967).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. T. Yamashita, M. Kunita andY. Onodera:Japan. Journ. Appl. Phys.,7, 288 (1968).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. T. Yamashita, M. Kunita andY. Onodera:Journ. Appl. Phys.,39, 5396 (1968).

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. J. Matisoo:Journ. Appl. Phys.,40, 1813 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. W. Schroen andJ. P. Pritchard jr.:Journ. Appl. Phys.,40, 2118 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. K. Schwidtal andR. D. Finnegan:Journ. Appl. Phys.,40, 2123 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. C. K. Mahutte, J. D. Leslie andH. T. Smith:Canad. Journ. Phys.,47, 627 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. W. J. Johnson andA. Barone:Journ. Appl. Phys.,41, 2958 (1970).

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. I. O. Kulik:Sov. Phys. JETP,24, 1307 (1967).

    ADS  Google Scholar 

  13. P. Lebwohl andM. J. Stephen:Phys. Rev.,163, 376 (1967).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. A. C. Scott:Bull. Am. Phys. Soc.,12, 308 (1967).

    Google Scholar 

  15. A. C. Scott:Am. Journ. Phys.,37, 52 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. A. C. Scott:Proc. IEEE,57, 1338 (1969).

    Article  Google Scholar 

  17. A. C. Scott:Active and Nonlinear Wave Propagation (New York, 1970), Chap. 4.

  18. W. J. Johnson: to be published. See also ref. (17), p. 261.

  19. R. D. Parmentier:Solid-State Electr.,12, 287 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  20. A. C. Scott andW. J. Johnson:Appl. Phys. Lett.,14, 316 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. G. L. Lamb jr.:In Honor of Philip M. Morse, edited byH. Feshbach andK. U. Ingard (Cambridge, Mass., 1969), p. 88.

  22. N. J. Zabusky andM. D. Kruskal:Phys. Rev. Lett.,15, 240 (1965).

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. Yu. A. Berezin andV. I. Karpman:Sov. Phys. JETP,24, 1049 (1967).

    ADS  Google Scholar 

  24. R. M. Miura:Journ. Math. Phys.,9, 1202 (1968).

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  25. R. M. Miura, C. S. Gardner andM. D. Kruskal:Journ. Math. Phys.,9, 1204 (1968).

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  26. V. I. Karpman andV. P. Sokolov:Sov. Phys. JETP,27, 839 (1968).

    ADS  Google Scholar 

  27. P. D. Lax:Comm. Pure Appl. Math.,21, 467 (1968).

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  28. J. Rubinstein:Journ. Math. Phys.,11, 258 (1970).

    Article  ADS  Google Scholar 

  29. M. J. Lighthill andG. B. Whitham:Proc. Roy. Soc.,299 A, 28 (1967).

    Article  ADS  Google Scholar 

  30. A. Kochendorfer, A. Seeger andH. Donth:Zeits. Phys.,127, 533 (1950);130, 321 (1951);134, 173 (1953).

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. W. Döring:Zeits. Naturfor.,31, 373 (1948).

    Google Scholar 

  32. C. P. Bean andR. W. De Blois:Bull. Am. Phys. Soc.,4, 53 (1959).

    Google Scholar 

  33. U. Enz:Helv. Phys. Acta,37, 245 (1964).

    Google Scholar 

  34. E. Feldkeller:Phys. Stat. Sol.,27, 161 (1968).

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. T. H. R. Skyrme:Proc. Roy. Soc.,262 A, 237 (1961).

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  36. J. K. Perring andT. H. R. Skyrme:Nucl. Phys.,31, 550 (1962).

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  37. U. Enz:Phys. Rev.,131, 1392 (1963).

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  38. S. L. McCall andE. L. Hahn:Phys. Rev. Lett.,18, 908 (1967).

    Article  ADS  Google Scholar 

  39. G. L. Lamb jr.:Phys. Lett.,25 A, 181 (1967);29 A, 507 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  40. J. C. Swihart:Journ. Appl. Phys.,32, 461 (1961).

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. H. T. Yuan andA. C. Scott:Solid-State Electr.,9, 1149 (1966).

    Article  ADS  Google Scholar 

  42. G. B. Whitham:Journ. Fluid Mech.,22, 273 (1965);27, 399 (1967).

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  43. G. B. Whitham:Proc. Roy. Soc.,283 A, 238 (1965);299 A, 6 (1967).

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  44. Ref. (17), p. 285.

  45. H. Goldstein:Classical Mechanics (Reading, Mass., 1950).

  46. D. W. Jepsen:Journ. Math. Phys.,6, 405 (1965).

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

Supported by the Consiglio Nazionale delle Ricerche, the National Science Foundation, and the Wisconsin Alumni Research Foundation.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Scott, A.C. Propagation of magnetic flux on a long Josephson tunnel junction. Nuovo Cimento B (1965-1970) 69, 241–261 (1970). https://doi.org/10.1007/BF02710988

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02710988

Keywords

Navigation