用Python模拟宏观超导电路的量子化现象
用 Python 模拟宏观超导电路（超导量子干涉仪 SQUID）的量子化现象
物理原理（极简版）
超导环中磁通量必须量子化：
超导电流会干涉相长 / 相消，随外磁场周期性变化
临界电流出现清晰的干涉条纹 = 宏观量子化直接证据
import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # ====================== 1. 物理参数 ====================== Phi0 = 2.067833848e-15 # 磁通量子 (Wb) B = np.linspace(0, 5e-4, 1000) # 外磁场变化范围 A = 1e-6 # SQUID 面积 L = 1e-9 # 电感 Ic0 = 10e-6 # 临界电流幅值 # ====================== 2. 核心量子化公式 ====================== # 总磁通量 = 外场通量 + 超导电流感应通量 # 超导量子干涉条件：相位差 = 2π * Φ / Φ0 Phi_ext = B * A phase = 2 * np.pi * Phi_ext / Phi0 # 临界电流量子干涉（关键！） Ic = Ic0 * np.abs(np.cos(phase)) # ====================== 3. 绘图 ====================== plt.figure(figsize=(10, 5)) plt.plot(B * 1e4, Ic * 1e6, 'b-', linewidth=2, label='临界电流 $I_c(B)$') plt.xlabel('外磁场 B (mT)', fontsize=12) plt.ylabel('临界电流 $I_c$ (μA)', fontsize=12) plt.title('超导量子干涉 SQUID：宏观量子化现象（电流周期性干涉条纹）', fontsize=14) plt.grid(True) plt.legend() plt.show()
运行后你会看到什么？
代码中体现的量子化要点（考试 / 报告可直接用）
磁通量子 是基本单位
相位满足：
超导电流满足量子干涉：
连续磁场 → 离散量子化效应（宏观量子现象）
