Сверхпроводимость параметр порядка

Бозе-конденсация. С простейшим примером упорядоченного состояния с комплексным параметром порядка мы сталкиваемся в явлении бозе-конденсации идеального нерелятивистского газа, состоящего из большого, но фиксированного числа бозе-частиц (см. [10]). Рассмотрев здесь это явление, мы перейдем затем к родственному, но более сложному явлению сверхпроводимости. [c.180]

При выполнении некоторых условий (в частности, при температурах близких к Тс )) сверхпроводимость описывается феноменологической теорией, основанной на уравнении (4) с параметром порядка (8). При наличии внешнего магнитного поля Н (его вектор-потенциал А) в этом уравнении нужно сделать замену V —)> V — геА, где е — суммарный заряд куперовской пары, и добавить энергию магнитного поля [c.183]

Эффект Мейсснера ведет к неоднородной конфигурации поля, которая энергетически невыгодна. Поэтому, как и в только что рассмотренном случае внешнего тока, внешнее магнитное поле уменьшает величину параметра порядка. При достаточной величине поля сверхпроводимость (и сам эффект Мейсснера) исчезает и поле заполняет весь объем сверхпроводника. [c.184]

Уравнение Гейзенберга (2) и уравнение (9), на котором основана теория сверхпроводимости, обнаруживают очень близкое сходство. Соответственно, и в теории Гейзенберга, в случае притяжения между первичными частицами, происходит спонтанное нарушение симметрии в результате образования куперовских пар первичных частиц и их бозе-конденсации с появлением параметра порядка, подобного (8). К этому выводу ведет применение к уравнению (2) стандартного аппарата теории сверхпроводимости, которое дает соотношения, представляющие собой релятивистское обобщение обычных сверхпроводящих формул. Необходимо только провести обрезание расходящихся интегралов на некоторой предельной энергии. Любопытно отметить, что аналогичное обрезание имеется и в обычной теории сверхпроводимости, где оно имеет прямой физический смысл, отвечая предельной энергии (энергии Дебая) фононов, переносящих взаимодействие между электронами. Этот механизм спонтанного нарушения симметрии (называемый далее для краткости механизмом БКШ) решает важную проблему массы первичной частицы. Как уже отмечалось в п. 3, требование максимальной симметрии фундаментального уравнения (2) ведет к отсутствию в нем массового члена, неинвариантного относительно масштабного и 75-преобразований. С другой стороны, то же требование означает, что взаимодействия первичных частиц должны обладать максимальной симметрией. Поэтому отсутствие массы у первичной частицы было бы серьезной трудностью для программы Гейзенберга — единственная известная нам частица с массой нуль и со спином 1/2 (нейтрино) не участвует в наиболее симметричном сильном взаимодействии. [c.185]

Появление отличного от нуля параметра порядка (8) за счет действия механизма БКШ означает спонтанное нарушение не только калибровочной инвариантности, как в нерелятивистской теории сверхпроводимости, но и специфичных для теории Гейзенберга масштабной и 75-симметрии. Следовательно, можно ожидать, что спонтанным образом возникнет не только само нарушение симметрии, но и масса первичных частиц. [c.185]

Сказанное заставляет задуматься, нет ли аналогичного эффекта в сверхпроводимости. Дело в том, что нам неизвестно ни одно прямое воздействие па сверхпроводящий параметр порядка (оно должно было бы иметь вид Уфф в гамильтониане (см. (9)) и позволило бы усилить степень нарушения симметрии). Поэтому положительный ответ на поставленный вопрос открыл бы новые возможности в важной и трудной проблеме радикального повышения критической температуры сверхпроводящего перехода (см. [38]). [c.193]

Уравнения баланса дефектов в данной модели строятся из интуитивных геометрических соображений, как правило, без учета временной зависимости [24, 25]. В настоящее время используются представления калибровочных полей [26—28], что позволяет изучать процессы, обусловленные взаимосвязью механических изменений внутри структурного элемента с соседними элементами и внешними объектами [27, 28]. Обычно внутренняя (локальная, описывающая структурный элемент) и внешняя (глобальная) симметрии представляются группой Лоренца. В ряде работ, например [29], рассмотрены идеи нарушенной симметрии, в которых поведение дислокаций описано аналогично теории сверхпроводимости Гинзбурга — Ландау с некоторым параметром порядка. Следует отметить, что введение группы Лоренца как для внешних, так и для внутренних переменных не убедительно, поскольку в неоднородной среде отсутствует единственная скорость передачи сигнала — скорость звука. Теория, содержащая малый параметр, представляет собой скорее описание фазового перехода типа плавление , чем поведение механической среды, в которой заведомо отсутствуют какие-либо параметры порядка. [c.43]

Общие нестационарные уравнения теории сверхпроводимости весьма сложны, даже в пределе медленных временных и пространственных изменений полей и параметра порядка. Поэтому не будем их выводить, а вместо этого напишем модельное уравнение для окрестности Т,, которое в основном правильно передает качественные черты поведения параметра порядка, а в некоторых случаях является точным. [c.416]

Фактически находить эту величину удобнее не прямо, а путем измерения критического поля. Связь между двумя этими величинами следует из выражения (5.86). В отсутствие магнитного поля последнее слагаемое в нем обращается в нуль, и мы получаем разность свободных энергий, выраженную через параметр порядка. Если же к такой системе приложить магнитное поле, то, как хорошо известно, оно не проникает в глубь сверхпроводника. Это — эффект Мейсснера. Таким образом связанная со сверхпроводимостью энергия конденсации практически не изменится, т. е. параметр порядка в массиве сверхпроводника останется прежним. Энергия же магнитного поля, равная последнему слагаемому выражения (5.86), окажется большей вследствие того, что в присутствии сверхпроводника поле деформируется так, что его силовые линии огибают сверхпроводник. Эта дополнительная энергия равна величине Я /8я, умноженной на объем сверхпроводника, в чем можно убедиться, исходя из термодинамических соображений [22]. Если поле увеличивается настолько, что эта дополнительная энергия оказывается больше связанного со сверхпроводящим переходом выигрыша в энергии, то свободная энергия окажется меньше, когда металл перейдет в нормальное состояние и поле окажется однородным. Таким образом, разница в плотности свободных энергий между нормальным и сверхпроводящим состояниями равна НУЫ. Воспользовавшись соотношением (5.82), получим [c.592]

Сверхпроводимость— состояние некоторых проводников, когда их электрическое сопротивление становится пренебрежимо малым сверхпроводник имеет удельное сопротивление р в 10 раз меньше, чем медь, т. е. величину порядка 10 ом мм 1м. Сверхпроводимость появляется ниже определенной, так называемой критической температуры Т р. Наиболее высокая критическая температура 20,05°К зарегистрирована для твердого раствора ниобия, алюминия и германия, состав которого соответствует формуле Nbg Ово.з-Для остальных сверхпроводников эта температура ниже, около 4—10° К. Если сверхпроводник при Т < поместить в поперечное магнитное поле, то состояние сверхпроводимости сохраняется лишь ниже определенной, так называемой, критической напряженности магнитного поля Я р. Когда по сверхпроводнику, находящемуся в поперечном магнитном поле с Я-< Я,.р при температуре Т < Ткр пропускают электрический ток, то состояние сверхпроводимости сохраняется только ниже определенной, так называемой, критической плотности тока / р. Критические параметры Г р, Я р, Укр и закономерности их изменения играют важную роль при исследованиях. сверхпроводников. Обычно / р относят к определенным значениям напряженности поля Н и температуры Т. В сверхпроводящем состоянии магнитное поле за счет экранирующих токов в поверхностном слое проводника почти полностью вытесняется иЗ всего сечения за исключением этого слоя, где поле проникает на глубину, примерно, 5 10 МК.М. Различают сверхпроводники первого и второго рода. [c.277]

Изобретателям аплодируют редко, хотя решаемые ими технические задачи, непрерывно усложняясь, напоминают иногда эволюцию цирковых номеров. С такой точки зрения интересно взглянуть на развитие конструкций насосов. Сначала они служили только для перекачки воды — жидкости податливой, неагрессивной. Это была предельно простая задача. Потом появились насосы для перекачки керосина, бензина, кислот, различных летучих и легко воспламеняющихся ядовитых и агрессивных составов. Понадобились взрывобезопасные конструкции, снабженные нейтрализаторами статического электричества, герметическими уплотнениями, стойкой футеровкой и т. д. По мере развития техники производственники сталкивались со все новыми жидкостями невероятно разнообразных свойств, причем одновременно расширялись диапазоны всех рабочих параметров — давлений, скоростей, температур, и всякий раз в технические требования к насосам приходилось включать все новые условия. Без преувеличения можно сказать, что каждый шаг технического прогресса обязательно сопровождается появлением насосов принципиально новых типов. Недаром эти устройства, казалось бы, очень узкого назначения патентоведы выделили в отдельный 59-й класс. Так, с развитием космонавтики появились насосы для перекачки сжиженного азота, водорода и кислорода при температурах порядка двухсот градусов холода в условиях невесомости и космического вакуума. Техника сверхпроводимости вызвала к жизни насосы для жидкого гелия, работающие вообще близ абсолютного нуля, радиотехника и телемеханика стимулировали появление аппаратов, способных вылавливать чуть не отдельные молекулы газа, ядерная энергетика породила насосы для горячих радиоактивных субстанций. Можно еще упомянуть насосы для абразивных жидкостей, которые обычную конструкцию съедают за несколько часов, насосы для вязких нефтей, битумов и лечебных грязей, насосы, гасящие пену, и т. д. и т. п.— имя им легион [c.163]

Утверждения, аналогичные М.— В. т., справедливы также для спонтанного параметра порядка в др. низ-кораамерных системах, в частности для явлений сверхпроводимости и сверхтекучести [2]. [c.98]

Многие Н. у. м. ф. возникли в физике в связи с развитием теории конденсиров. сред, они описывают мак-роскопич. проявления квантовомеханич. аффектов неизвестной ф-цией в них является плотность параметра порядка (см. Фазовый переход). Бели параметр порядка скалярный, это двухжидкостные ур-ния гидродинамики сверхтекучего гелия (см. Сверхтекучесть), ур-ния Гинзбурга — Ландау и их обобщения, описывающие магнетостатику и электродинамику сверхпроводников (см. Сверхпроводимость). Если параметр порядка векторный или тензорный, это ур-ния Ландау — Лифшица, описывающие ферромагнетики и антиферромагнетики, ур-ния обобщённой гидродинамики сверхтекучего гелия, макроскопич. модели жидких кристаллов. Для всех этих ур-ний наиб, интерес представляют ЕХ существенно нелинейные решения, часто описывающие локализованные (хотя бы частично) объекты вихри в жидком гелии и в сверхпроводниках, доменные стенки в ферромагнетиках и антиферромагнетиках, дискливацни в жидких кристаллах и солитоны, к-рые в том или ином виде существуют во всех упомянутых средах. [c.315]

Рассмотренную модель можно обобщить на бесконечное число мод с непрерывно распределёнными в пространстве параметрами. При этом зависимость корреляц. радиуса флуктуаций поля от степени близости параметров к пороговому значению соответствует температурной зависимости радиуса корреляции при обычных фазовых переходах 2-го рода. Распределение вероятности Ф имеет тот же вид, а эфф. энергия совпадает по форме с функционалом Гинзбурга — Ландау для комплексного параметра порядка в феноменология, теории сверхпроводимости. [c.329]

Ряс. 8. Зависимость одвоалектроняой плотности состояний в сверхпроводнике р, от оиергии е при различных концентрациях парамагнитных примесей. Возрастание номеров кривых 1—в идёт в порядке уменьшения концентрации примесей. Кривые 1—3 соответствуют бесщелевой сверхпроводимости. Зависимость, описываемая моделью БКШ, выделена пунктиром. (Плотность состояний в нормальном металле р = onst, До — параметр порядка при Г = 0.) [c.439]

Вихревые нити, мононоли и магнитное удержание кварков. Аналогия единой теории частиц и теории сверхпроводимости находит себе в теории элементарных частиц и другие применения. Речь идет об уже неоднократно упоминавшихся выше вихревых нитях (см. пп. 7, 11), которые, как показали Нильсен и Олесен [27], действительно возникают как классические решения уравнений модели Хиггса и более сложных моделей того же типа, будучи четко выражены при Л (теория 2-го рода см. п. 11). Каждая нить песет, как уже говорилось, фиксированный магнитный поток и имеет энергию, пропорциональную длине нити. Магнитное поле локализовано внутри нити, а параметр порядка, наоборот, в этой области близок к нулю ). [c.193]

Описанный механизм разрушения сверхпроводимости током имеет место лишь до тех пор, пока радиус цилиндра не слишком велик. Согласно формуле (17.59) магнитное поле тока становится порядка Нс при R При этом возможно разрушение сверхпроводимости магнитным полем тока согласно правилу Сильсби. Если бы образец был массивным, то возникло бы промежуточное состояние, рассмотренное в 15.4. Однако в промежуточном состоянии образец должен состоять из слоев нормальной и сверхпроводящей фазы, т. е. параметр порядка должен меняться по пространству. Это возможно лишь на расстояниях порядка / б/х б. Таким образом, имеется целая область толщин от б до I (или в приведенных единицах от 1 до х" ), при которых на первый взгляд не могут осуществляться ни сверхпроводящее состояние, ни нормальное (поле в середине пленки меньше Я ), ни промежуточное. [c.349]

Однако более детальное исследование показывает, что истинная ситуация сложнее. В предыдущем рассмотрении ставился вопрос лишь о возможности возникновения сверхпроводимости Л = onst. Оказывается, что при значениях /, больших критического значения (21.22), возможно возникновение сверхпроводящей фазы с неоднородным параметром порядка Л (г) путем фазового перехода [c.438]

Основные уравнения этой теории были впоследствии получены иа микроскопическом уровне Горьковым. В ее теперешней (развитой далее Абрикосовым) форме теория Гинзбурга, Ландау, Абрикосова, Горькова получила название теории ГЛАГ. Она стала основой большой части современной теории сверхпроводимости, которую мы в рамках этой книги рассматривать не можем. Для ознакомления с ней см. [112—116]. Преимущества такого способа описания выступают при исследовании систем, в которых параметр порядка меняется от точки к точке. Теория характеризуется еще одним важным параметром — отношением глубины проникновения к длине когерентности, = При изложении теории БКШ мы всегда ограничивались рассмотрением бесконечно протяженных однородных систем, поэтому длина когерентности у нас не фигурировала. [c.341]

Полученная нами величина характеризуег дальний порядок, свойственный сверхпроводящему основному состоянию. С ослаблением сверхпроводимости при уменьшении А параметр порядка (В) становится меньше и обращается в нуль в нормальном состоянии. [c.578]

Параметр порядка (в теории сверхпроводимости) П 362 аналогия с теорией ферромагнетизма II362 (с) [c.426]

См. такэке Восприимчивость Закон Кюри Правила Хунда Параметр Грюнайзена II 120—122, 136 в модели Дебая II 121 для щелочно-галоидных кристаллов II 122 См. также Тепловое расширение Параметр де Бура II 42, 43 Параметр порядка (в теории сверхпроводимости) II 362 аналогия с теорией ферромагнетизма II [c.403]

Существующие теории поверхностного натяжения на границе между фазами базируются на двухжидкостной модели и на концепции параметра упорядочения, связанного с эффективной концентрацией электронов сверхпроводимости п . Предполагается, что параметр упорядочения меняется непрерывно от своего равновесного, зависящего от температуры значения в сверхпроводящей фазе до значения, равного нулю, в нормальной фазе. Ширина переходной области равна по порядку величины Д. Гинзбург и Ландау [72] предложили феноменологическое обобщение уравнений Лондона, учитывающее пространственное изменение параметра упорядоче- [c.731]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...