Незатухающий ток в сверхпроводнике

Незатухающие токи. Факт устойчивости незатухающих токов в сверхпроводнике можно объяснить многими способами ). Одна из трактовок, наиболее простых для понимания, принадлежит Ландау, который исходил из спектра элементарных [c.449]

Св-ва К. зависят от структуры конденсиров. тел. При изменении структуры тела (напр., при фазовом переходе) могут изменяться и его К. Обычно среди К. данного тела особенно чувствительны те К., существование к-рых связано с вз-ствиями, ответственными за данный фазовый переход-Хотя концепция К. пригодна гл. обр. для низких темп-р, именно при низких темп-рах существуют движения ч-ц, описать к-рые с помощью К. нельзя. При низких темп-рах атомы и эл-ны конденсиров. среды могут принимать участие в движениях совершенно другой природы — макроскопических по своей сути и в то же время квантовых. Примеры таких движений — сверхтекучее движение в жидком гелии (см. Сверхтекучесть), электрич. ток в сверхпроводниках (см. Сверхпроводимость). Их особенность — строгая согласованность (когерентность) движения отд. ч-ц. Незатухающий хар-р когерентных движений обусловлен св-вами К. в сверхпроводниках п сверхтекучем гелии. [c.250]

Опыты с незатухающими токами заставляют нас прийти к выводу, что электрическое удельное сопротивление сверхпроводников в статических полях тождественно равно нулю ). Хотя этот вывод является следствием всего лишь экстраполяции результатов экспериментов, бесконечную проводимость считают сейчас основным свойством сверхпроводников. [c.617]

На фиг. 7 показано изменение части магнитного момента, создаваемого незатухающим током, при изменении приложенного поля в случае кольца, охлажденного в отсутствие поля (диаметр кольца в 4 раза превышает диаметр проволоки). На участке О А ток в кольце возрастает в соответствии с формулой (5.2). Шенберг очень точно определил наклон этого участка и установил, что величина L соответствует поверхностному току, а не току, текущему через все сечение проволоки. Это еще раз показывает, что полный ток течет только по поверхности сверхпроводника. [c.618]

Незатухающие токи, наведенные в сверхпроводнике в магнитном поле, текут по поверхности в слое толщиной А, 10—100 нм. На [c.201]

Намагниченность сверхпроводника объясняется следующим образом. Внешнее магнитное поле, не проникающее в толщу сверхпроводника, уменьшается до нуля в тонком (порядка 10 —10 м) поверхностном слое сверхпроводника, по которому текут незатухающие токи сверхпроводимости. Эти токи и компенсируют внешнее магнитное поле, не позволяя ему проникнуть в образец. [c.117]

При помещении сверхпроводника во внешнее магнитное поле в поверхностном слое появляется незатухающий ток, который создает свое собственное поле, полностью компенсирующее внешнее поле внутри сверхпроводника. [c.273]

Параметр порядка равен нулю на оси К. в. и восстанавливается до равновесного значения без ноля на расстоянии от оси. Эта область наз. сердцевиной (к о р о м) вихря. Вокруг оси К. в. циркулирует незатухающий сверхпроводящий ток, исчезающий на расстоянии б от оси вихря. Из условия минимума свободной энергии сверхпроводника следует, что вихревая нить всегда несёт один квант маги, потока Фц= = z/2e i2,07 10- 5 Вб, т. к. энергия вихревой нити на единице длины есть (пФ,)/4я5)2 In (С 6/ ), и нить с двумя квантами (и=2) имеет вдвое большую энергию, чем две нити с одним квантом потока (и=1). Образование решётки из К. в, обусловлено их взаимным отталкиванием. С существованием К. в. свя.чана характерная линейная температурная зависимость теплоёмкости сверхпроводников II рода при низких темп-рах. [c.268]

В последнем параграфе мы дали качественное объяснение воз-никновенню незатухающих токов в сверхпроводнике. Второе, что обязательно должна объяснить теория сверхпроводимости,— это эффект Мейснера—Оксенфельда, т. е. тот факт, что при охлаждении сверхпроводника, помешенного в магнитное поле, ниже температуры перехода Т,. магнитный поток из него вытесняется. Ввиду фундаментального значения этого эффекта мы ему посвятим следующий параграф. [c.335]

Сверхпроводимость может быть разрушена также магнитным полем, что непосредственно вытекает из существования / р. В самом деле, при помещении сверхпроводника в магнитное поле В в поверхностном слое наводится незатухающий ток, создающий в объе-еме проводника поле Вв , направленное противоположно В и компенсирующее его. При увеличении В растет плотность тока в сверхпроводнике и компенсирующее поле В а- Однако при некотором значении В р, называемом критическим полем, наведенный в сверхпроводнике ток достигает критической величины и сверхпроводимость разрушается. При повышении температуры сверхпроводника В р понижается. Согласгю теории БКШ это понижение описывается следующим соотношением [c.201]

КРИТЙЧЕСКИЙ ТОК в сверхпроводниках, предельное значение постоянного незатухающего электрич. тока в сверхпроводящем образце, при превышении к-рого в-во образца переходит в нормальное, несверхпроводящее состояние. Т. к. в норм, состоянии в-во обладает конечным электрич. сопротивлением, то после перехода возникает рассеяние (диссипация) энергии тока, приводящее к нагреву образца. [c.332]

Что же происходит при уменьшении поля ниже Если поле частично проникает в сверхпроводник, то в нем должны существовать незатухающие вихревые токи. Вблизи предельного поля Я 1 металл должен быть почти полностью сверхпроводящим, т. е. участки с вихревыми токами должны быть редкими. Определить поле Нс1 можно, если учесть, что элементарный вихрь является квантовым образованием. Впервые это было обнаружено прн исследовании сверхтекучести жидкого гелия (Онсагер (1949) [20Л, Файнман (1955) [202]). [c.357]

Незатухающий ток. Наиболее поразительное свойство сверхпроводников состоит в том, что их сопротивление равно нулю, о свойство можно сразу понять, исходя из микроскопической теории. Мы строили основное состояние, спаривая электроны с импульсами к н —к. Можно построить состояние, спаривая электроны с волновыми векторами к- - ч и —к- - д. Получающееся таким образом состояние совершенно эквивалентно исходному, если рассматривать его из координатной системы, движущейся со скоростью —Йд/ш. Центр тяжести каждой пары движется со скоростью Йд/т, а плотность тока равна —Л ейд/т 2, где N10. — электронная плотность. Полная энергия такой системы больше энергии неподвижной на величину Л й /2ш, равную ее кинетической энергии. Аналогично можно было бы построить и дрейфовое состояние нормального электронного газа. Огличие состоит, однако, в том, что в последнем случае ток оказывается затухающим. Примеси или дефекты в нормальном металле могут рассеивать электроны, переводя их с переднего края поверхности Ферми на задний , что, как показано на фиг. 154, а, приводит к затуханию тока. Матричный элемент потенциала рассеяния [c.571]

В ТО время как теория основывается на свойствах электронного газа в отсутствие магнитного поля. В действительности уже давно известно, что сверхпроводники выталкивают магнитное поле. Это эффект Мейсснера, который также следует из теории БКШ, хотя вывод его и не столь прост. Таким образом, состояние, отвечающее дрейфу, не может быть правильным в массиве сверхпроводника. В тонких пленках или проволочках, однако, поля оказываются пренебрежимо малыми, и такое решение справедливо. Для тонких пленок и проволочек существует опасность возникновения неоднородностей, прн которых один какой-нибудь участок переходит в нормальное состояние, разогревается и вызывает переход в нормальное состояние всего образца. К рассмотрению сверхпроводников такой геометрии мы еще вернемся в п. 3 10. Кроме того, электрон-электронное взаимодействие не инвариантно относительно перехода к движущейся системе координат, поскольку оно возникает вследствие распространения колебаний в покоящейся решетке. Наконец, незатухающий ток существует даже и в бесщелевых сверхпроводниках , которые имеют возбужденные состояния при всех энергиях. Поэтому не удивительно, что экспериментально максимальное значение незатухающего тока намного ниже полученной нами величины и часто оказывается порядка 10 А/смК Мы вернемся к обсуждению вопроса о критическом токе в п. 3 10. [c.573]

Она восходит к старой двухжидкостной модели сверхпроводника. Согласно этой модели, электроны находятся либо в нормальном состоянии, чему отвечают квазичастичные возбуждения последовательной микроскопической теории, либо в сверхпроводящем или конденсированном состоянии. Сверхпроводящие электроны способны переносить незатухающий ток, а нормальные электроны могут переносить, скажем, тепловую энергию. Обозначим с помощью п, долю сверхпроводящих электронов она пропорциональна плотности сверхпроводящих электронов. Доля п, зависит от температуры и падает до нуля при температуре, равной критической. Гинзбург и Ландау построили теорию вблизи критической температуры, т. е. там, где плотность сверхпроводящих электронов настолько мала, что эту величину можно было использовать в качестве параметра разложения. Точнее говоря, онн описывают сверхпроводник с помощью волновой функции ф (г), через которую долю сверхпроводящих электронов можно выразить с помощью соотношения [c.587]

Отсутствие сопротивления в сверхпроводящем состоянии с наибольшей убедительностью демонстрируется опытами, в к-рых в сверхпроводящем кольце возбуждается ток, практически не затухающий. В одном из вариантов опьгга используются два кольца из сверхпроводящего металла. Большее из колец неподвижно закрепляется, а меньшее концентрически подвешивается на упругой нити таким образом, что когда нить не закручена, плоскости колец образуют между собой нек-рый угол. Кольца охлаждаются в присутствии магн. поля ниже темп-ры Т , после чего поле выключается. При этом в кольцах возбуждаются токи, вз-ствие между к-рыми стремится уменьшить первоначальный угол между плоскостями колец. Нить закручивается, а Наблюдаемое постоянство угла закручивания показывает, что токи в кольцах явл. незатухающими. Опыты такого рода позволили установить, что сопротивление металла в сверхпроводящем состоянии меньше, чем 10 Ом-см (сопротивление чистых образцов Си или Ад составляет ок. 10 Ом-см при темп-ре жидкого гелия). Однако сверхпроводник не явл. просто идеальным проводником. В 1933 нем. физики В. Мейснер и Р. Оксенфельд установили, что слабое магн. поле не проникает в глубь сверхпроводника независимо от того, было ли поле включено до или после перехода металла в сверхпроводящее состояние. В отличие от этого, идеальный проводник (т. е. проводник с исчезающе малым сопротивлением) должен захватывать пронизывающий его магн. поток (рис. 2, а, б, в). [c.657]

Именно то свойство, благодаря которому сверхпроводники получили свое наименование, труднее всего поддается описанию в рамках микроскопической теории. Можно сказать, что идеальная проводимость обусловлена эффектом Мейснера, так как для того, чтобы в равновесном случае полностью экранировать макроскопическое магнитное поле, в образце должны существовать незатухающие макроскопические токи. Действительно, непосредственный микроскопический вывод существования назатухающих токов имеет некоторое сходство с выводом эффекта Мейснера. Вычисляют с точностью до линейных членов ток, обусловленный электрическим полем, и показывают, что в выражении для проводимости, зависящей от частоты, имеется член вида (34.3), отвечающий электронному газу без диссипации. Для этого достаточно доказать, что ) [c.364]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...