ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Модель. Гамильтониан взаимодействия из "Методы КТП в физике твёрдого тела " Экспериментальные исследования показали, что свойства сверхпроводника в магнитном поле резко отличны от сравнительно простых свойств нормального металла. Магнитное поле не проникает в толщу массивного сверхпроводника (эффект Мейснера—Оксенфельда). Эффективная глубина, отсчитываемая от поверхности сверхпроводника, помещаемого в постоянное магнитное поле, на которой поле еще отлично от нуля (так называемая глубина проникновения), очень мала и составляет по порядку величины 10 см. Термодинамический переход из нормального состояния в сверхпроводящее является фазовым переходом второго рода и характеризуется тем, что при температуре перехода теплоемкость металла меняется скачком. [c.362] Значительный успех в понимании этого явления был достигнут в последние годы. При этом оказалось, что разработка теории сверхпроводимости требует широкого применения методов квантовой теории поля. Изложению этих методов посвящены следующие параграфы, в настоящем же разделе мы остановимся более подробно на физической стороне вопроса. [c.363] Довольно давно уже было ясно, что в явлении сверхпроводимости мы имеем дело с чем-то родственным явлению сверхтекучести. Это видно, прежде всего, из того, что для поддержания в сверхпроводнике электрического тока не требуется внешней разности потенциалов, т. е. не требуется работы внешних источников. Носителями электрического тока в металле являются электроны указанное свойство есть поэтому не что иное, как свойство сверхтекучести электронной жидкости. [c.363] Независимо Фрелихом [54] было высказано предположение, что основным взаимодействием, ответственным за явление сверхпроводимости, должно быть взаимодействие элек-тронов с фононами. Это взаимодействие содержит существенную зависимость от массы ионов. [c.364] Купер [55] в 1957 г. показал, что эффективное притяжение между электронами вблизи поверхности Ферми, возникающее в результате электрон-фононного взаимодействия, сколь слабо оно бы ни было, обязательно приводит к образованию связанных пар электронов. Поскольку спаривание является энергетически выгодным, при включении взаимодействия произойдет перестройка основного состояния системы. Для возбуждения такой системы необходимо затратить некоторую конечную энергию, равную энергии связи пары, которая и будет играть роль щели в спектре возбуждений. На основе этой идеи оказалось возможным построить полную теорию сверхпроводимости, объясняющую огромную совокупность фактов, накопленных за несколько десятков лет интенсивного изучения явления. [c.365] Выбранная нами за основу формулировка теории отличается от первоначальных формулировок (Бардин, Купер и Шриффер [56], Боголюбов [57]) ), поскольку нам кажется, что методы квантовой теории поля имеют и в этом вопросе значительное преимущество. Помимо своей простоты и стройности, излагаемый ниже подход позволяет получить ряд существенных новых результатов. [c.365] До настоящего времени теория сверхпроводимости, основанная на представлениях ферми-жидкости и к тому же учитывающая анизотропию, не была построена. Интересно все же отметить, что, несмотря на грубость модели, теория не только качественно объясняет явление, но и приводит к хорошему количественному согласию с имеющимися экспериментальными данными. [c.366] Вернуться к основной статье