Compreender como a absorção de microondas muda as propriedades de transporte de junções Josephson difusivas está na vanguarda do interesse na comunidade de transporte quântico. É especialmente relevante para os esforços atuais para abordar a relação de fase atual em junções Josephson topológicas, e mais geralmente, o transporte de microondas em dispositivos quânticos.

Pesquisadores da Universidade de Paris-Saclay, a Universidade de Regensburg (Alemanha) e a Universidade de Jyvaskyla; (Finlândia) entregou um trabalho experimental e teórico combinado revelando a natureza profunda do transporte quântico em junções Josephson difusivas fortemente impulsionadas. Os resultados são publicados em Pesquisa de revisão física em outubro.

Em temperaturas suficientemente baixas, supercondutores não podem absorver radiação de microondas de energia menor do que a lacuna de energia supercondutora D. Em elos fracos de Josephson, onde dois supercondutores (S) são fracamente acoplados através de um longo fio metálico difusivo (N), a radiação pode ser absorvida em N porque a lacuna induzida na densidade de estados ou minigap é consideravelmente menor que D.

Os pesquisadores estudaram o estado dinâmico fora de equilíbrio induzido pela absorção de fótons de micro-ondas de alta frequência na junção supercondutor-supercondutor normal de metal difusivo (SNS). Para caracterizar este estado, os pesquisadores foram os pioneiros em uma técnica de espectroscopia ac-Josephson com resolução harmônica para acessar o conteúdo harmônico da relação fase-corrente sob radiação de microondas.

Com esta abordagem, que não requer circuitos especializados no chip, eles puderam ver que uma forte anarmonicidade da relação de fase atual surge sob iluminação, especialmente em alta frequência, quando as transições inelásticas através do minigap induzido são favorecidas. Este novo regime vai muito além da teoria de Eliashberg padrão e é compreendido por causa das modificações do espectro de Andreev portador de supercorrente induzidas por transições não adiabáticas.

Essas descobertas lançam luz sobre os mecanismos complexos envolvidos em supercondutores mesoscópicos irradiados e têm implicações importantes em perspectivas de computação quântica baseadas em Andreev.