Efectul Josephson este trecerea electronilor perechi printr-o barieră dielectrică subțire, izolatoare, plasată între doi supraconductori. O pereche de electroni de cupru trece prin stratul izolator printr-un efect de tunel. Nu există nicio cădere de tensiune în timp ce curentul rămâne sub un anumit nivel, care este cunoscut sub numele de curent critic. Sub tensiuni constante, pozitive, se mențin curenții alternativi, precum și curenții continui de la trecerea electronilor. Efectul a fost prezis de teorie la începutul anilor 1960 de Brian D. Josephson și este folosit pentru a efectua măsurători ale temperaturilor foarte scăzute și în circuitele de joncțiune Josephson care pot comuta rapid semnalele pentru a stoca date.
Electronii trec printr-o peliculă izolatoare subțire microscopic. Efectul Josephson poate fi controlat prin aplicarea unui câmp magnetic care reduce puterea unui supracurent peste barieră. Câmpurile magnetice sunt blocate să intre în interiorul joncțiunii Josephson prin vârtejuri fracționate. Puterea curentului crește și scade în diferite puncte în timp ce intensitatea câmpului este intensificată, permițând controlul trecerii semnalului și comutării.
Când supraconductorii sunt expuși la curent continuu, perechile de electroni trec printr-o barieră pe măsură ce sunt eliberate unde electromagnetice, ceea ce are ca rezultat producerea de cantități mici de lumină în loc de căldură. Efectul Josephson poate fi aplicat și la electronicele radio utilizate în condiții extrem de reci, deoarece o joncțiune Josephson poate funcționa ca un senzor de oscilație electromagnetică. Circuitele bazate pe această joncțiune pot stoca, de asemenea, date și pot fi fabricate în spații înguste, deoarece sunt atât de eficiente, astfel încât utilizarea în computere este posibilă.
Efectul Josephson are loc la temperaturi foarte scăzute și este cel mai eficient la temperaturi apropiate de zero grade Kelvin (aproximativ -460°:F). Sistemele care folosesc acest efect pot fi conectate vag pentru a măsura câmpurile magnetice. De asemenea, pot genera niveluri scăzute de putere ca parte a generatoarelor care pot fi proiectate pentru a fi comutate pe mai multe frecvențe. Modul în care este utilizat efectul Josephson depinde de cunoștințele unui inginer despre fizica cuantică și este măsurat prin utilizarea unei varietăți de formule matematice complexe.
Instrumentele care încorporează joncțiuni Josephson folosesc efectul Josephson pentru a face măsurători dimensionale precise, a amplifica semnale electromagnetice și a conduce computere rapide. O joncțiune de tunel Josephson comută semnalele mai repede decât orice alt comutator cu semiconductor. Un astfel de sistem poate funcționa la frecvențe de curent continuu sau de microunde, astfel încât supraconductorii pot fi utilizați în multe aplicații diferite de metrologie și de calcul.