Vârtejurile lui Abrikosov

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 8 iulie 2021; verificările necesită 2 modificări .

Vârtejul Abrikosov , vârtejul Abrikosov ( ing. Vârtejul Abrikosov ) - un vârtej de curent supraconductor (supercurent) care circulă în jurul unui miez normal (nesuperconductor) (filament de vortex), inducend un câmp magnetic cu un flux magnetic echivalent cu un cuantum de flux magnetic. [unu]

Descoperit de fizicianul A. A. Abrikosov în 1957 . În lucrarea sa „Despre proprietățile magnetice ale supraconductoarelor din al doilea grup”, s-a demonstrat teoretic că pătrunderea unui câmp magnetic într-un supraconductor de tip 2 are loc sub formă de filamente de vortex cuantificate (un astfel de sistem este „favorabil” energetic). . Fiecare astfel de filament (vortex) are un miez normal (nesuperconductor) cu o rază de ordinul lungimii de coerență a supraconductorului . În jurul acestui cilindru normal, într-o regiune cu o rază de ordinul adâncimii de penetrare a câmpului magnetic, curge un curent turbionar neamortizat de perechi Cooper (supercurent), orientat astfel încât câmpul magnetic pe care îl creează să fie direcționat de-a lungul miezului normal, adică coincide cu direcția câmpului magnetic extern. În acest caz, fiecare vortex poartă un cuantum de flux . [unu] $\xi$ $\lambda$ ${\Phi _{0}}=h/(2e)$

Descriere

În teoria supraconductivității , vârtejurile Abrikosov sunt numite vârtejuri de supracurent în supraconductorii de al doilea fel . Supracurentul circulă în jurul unui domeniu normal (nesuperconductor), care este un cilindru întins de-a lungul direcției câmpului magnetic extern, formând un vortex. Raza bazei acestui cilindru este determinată de lungimea de coerență (unul dintre principalii parametri ai teoriei Ginzburg-Landau ). Supracurentul dispare în domeniu la o distanță de ordinul a ( adâncimea de penetrare a Londrei de la margine este un parametru caracteristic pentru fiecare material supraconductor particular). Supracurentul circulant generează un câmp magnetic, a cărui mărime este determinată de cuantumul fluxului magnetic . Prin urmare, vortexurile Abrikosov sunt uneori numite fluxoni. $\sim \xi$ $\lambda$ $\Phi _{0}$

Distribuția câmpului magnetic într-un singur vortex la o distanță mai mare decât dimensiunea caracteristică a miezului este determinată de relația:

B(r)={\frac {\Phi _{0}}{2\pi \lambda ^{2}}}K_{0}\left({\frac {r}{\lambda }}\right)\ aproximativ {\sqrt {{\frac {\lambda }{r))))\exp \left(-{\frac {r}{\lambda }}\right),

unde este funcția Bessel modificată a celui de-al doilea tip de ordin zero. Când câmpul este determinat de următoarea relație: $K_{0}(z)$ $r\lesssim \xi$

B(0)\aprox {\frac {\Phi _{0}}{2\pi \lambda ^{2}}}\ln \kappa ,

unde este parametrul binecunoscut al teoriei Ginzburg-Landau, care trebuie să satisfacă relația în supraconductorii de tip II. $\kappa =\lambda /\xi$ $\kappa >1/{\sqrt {2}}$

Vârtejurile, care au pătruns în supraconductor, sunt situate la o distanță de ordinul a unul față de celălalt , formând o rețea triunghiulară regulată în secțiunea transversală, apare așa-numita stare mixtă. Odată cu o creștere a câmpului magnetic extern, densitatea vârtejurilor devine atât de mare încât distanța dintre cele mai apropiate vârtejuri devine de ordinul , vârtejurile ating regiunile lor normale și o tranziție de fază de ordinul doi a supraconductorului la starea normală. apare. $\lambda$ $\xi$

Fixare

În general, vortexurile se mișcă într-un material supraconductor atunci când un curent trece prin el [2] . Cu toate acestea, vortexurile se pot atașa spontan la neomogenități nanodimensionate dintr-un material. Acest proces se numește fixare , iar aceste neomogenități sunt numite centre de fixare [ 3] . Fixarea vortexului perturbă ordinea în rețeaua vortexului [4] și contribuie la păstrarea fazei supraconductoare chiar și atunci când curg curenți foarte mari [5] [2] .

Vezi și

Note

↑ 1 2 Soldatov Evgheni Sergheevici. Vortexul lui Abrikosov în dicționarul termenilor nanotehnologici . Rosnano . Consultat la 26 noiembrie 2011. Arhivat din original la 12 august 2012. (nedefinit)
↑ 1 2 L. G. Aslamazov, A. A. Varlamov. Ce este fixarea? // Fizică uimitoare . - M . : Nauka, 1988. - Numărul. 63. - (Biblioteca „Quantum”).
↑ Gudilin E. A., Zaitsev D. D. Pinning centers . Dicţionar de termeni de nanotehnologie . Preluat la 21 mai 2019. Arhivat din original la 25 mai 2019. (nedefinit)
↑ FE, 1988 .
↑ Superconductivity / V.V.Ryazanov // Marea Enciclopedie Rusă : [în 35 de volume] / cap. ed. Yu. S. Osipov . - M . : Marea Enciclopedie Rusă, 2004-2017.

Literatură

Abrikosov A.A. Despre proprietățile magnetice ale supraconductorilor celui de-al doilea grup // ZhETF, 1957, v. 32, p. 1442;
San Zham D., Sarma G., Thomas E. Supraconductivitate de al doilea fel / Per. din engleza. N. B. Kopnin. - M., 1970.

Link -uri

Kozlov V. A., Samokhvalov A. V. Vortexuri închise Abrikosov în supraconductori de al doilea fel . Scrisori către JETF . Arhivat din original pe 14 mai 2012. (nedefinit)
Ch. ed. A.M. Prohorov. Rețeaua vârtejurilor Abrikosov . — Enciclopedia fizică . - M . : Enciclopedia Sovietică, 1988. - T. 1. - 389 p.