SHAPIRO EFFECT IN INDUCTIVE QUANTUM CIRCUITS WITH CHARGE DISCRETENESS

EFECTO SHAPIRO EN CIRCUITOS CUÁNTICOS INDUCTIVOS CON CARGA DISCRETA

Kristopher Chandía Valenzuela¹    Juan Cesar Flores Araya²    Edmundo Lazo Nuñez²

1 Escuela Universitaria de Ingeniería Eléctrica - Electrónica, Universidad de Tarapacá. Casilla 6-D. Arica, Chile.

2 Departamento de Física, Universidad de Tarapacá. Casilla 7-D. Arica, Chile.

RESUMEN

Es sabido que circuitos cuánticos inductivos con carga discreta, cuando se someten a un voltaje continuo externo, presentan oscilaciones de Bloch en la corriente. En este trabajo se considera, además, la superposición de un voltaje alterno en el circuito. El efecto Shapiro, relacionado con la existencia de resonancias, es encontrado de modo explícito. Sorprendentemente, en el límite de bajas frecuencias (sin resonancia) la corriente eléctrica promediada existe y tiene siempre el mismo signo. Eventualmente, esto entrega un método experimental para medir los efectos de la discretización de la carga en circuitos cuánticos mesosocópicos.

Palabras clave: Circuitos mesoscópicos, teoría de circuitos cuánticos, efecto Shapiro, carga discreta.

ABSTRACT

As it is known, quantum inductive circuits with charge discreteness show Bloch-like oscillations in electrical current under a dc external voltage. In this paper, the effect of a superimposed ac voltage in the circuit is considered. The Shapiro effect is found to be related to the existence of resonance. Surprisingly, in the limit of low frequency (no resonance), the electrical averaged current exists and has always the same sign. Eventually this allows for an experimental method to measure discrete charge effect in quantum mesoscopic circuits.

Keywords: Mesoscopic circuits, quantum circuits theory, Shapiro effect, charge discreteness.

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Recibido el 21 de junio de 2005, aceptado el 20 de marzo de 2006