Rev. Phys. Appl. (Paris) 9, 35-40 (1974)
DOI: 10.1051/rphysap:019740090103500

Physical interpretation of the cos φ term and implications for detectors

D.N. Langenberg

Department of Physics and Laboratory for Research on the Structure of Matter University of Pennsylvania, Philadelphia, Pennsylvania, USA

Abstract
Theoretical calculations of the total current in a superconductor-barrier-superconductor device based on the conventional tunneling Hamiltonian yield three terms, conventionally termed the Josephson supercurrent or pair current, the quasiparticle current, and the quasiparticle-pair-interference or « cos φ » current. When reconciled, existing theories predict relative signs of the quasiparticle and quasiparticle-pair currents which are opposite to the results of recent experiments which purport to demonstrate the existence and properties of the latter current. This discrepancy remains unresolved. The cos φ current (whatever its sign) is not expected to give rise to qualitatively new and striking phenomena in Josephson devices, but may quantitatively affect the dynamical and fluctuation behavior of these devices in a variety of ways.

Résumé
Des calculs théoriques du courant total traversant une jonction entre deux supraconducteurs, fondés sur l'Hamiltonien conventionnel pour l'effet tunnel, font ressortir 3 termes : le supracourant Josephson ou courant de paires, le courant de quasiparticules et le courant d'interférence paires-quasiparticules, ou courant en « cos φ ». Les théories existantes, quand elles se recoupent, prédisent des signes pour les courants de quasiparticules et d'interférence qui sont en contradiction avec les résultats d'expériences récentes mises en oeuvre pour démontrer l'existenc et les propriétés de ces derniers. La contradiction n'est donc pas levée. On ne doit pas s'attendre à ce que le courant en « cos φ » (quel que soit son signe) engendre des phénomènes nouveaux et remarquables dans les dispositifs Josephson, il peut toutefois affecter quantitativement le comportement dynamique et le bruit de ces dispositifs de diverses façons.

PACS
7450 - Tunneling phenomena; point contacts, weak links, Josephson effects.

Key words
Superconducting junctions -- Tunnel effect -- Josephson effect -- Quasiparticles -- Interference