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Sandbox Physics
低温液体与超导有序

材料 · 测量 · 解释

Abrikosov 涡旋:磁通进入,超导却还存在

超导体里有磁通,为什么磁通芯之间还能超导?

  1. 给二类样品加磁场

  2. 让量子化涡旋进入

  3. 比较超导区与涡芯

  4. 检验混合态结构

涡旋晶格是平衡理想化;钉扎、缺陷和运动会显著改变真实样品响应。

1957 年结果给出了混合态

Abrikosov 用 Ginzburg—Landau 理论说明:二类超导体可以让磁通经涡旋进入,序参量在涡芯附近降低,离开涡芯后恢复。

下、上临界场之间,超导与磁通共存。这解释某些超导体为何能在远超简单一类图景的磁场中工作。

来源:[2][3]

磁通单位由配对电荷决定

绕涡旋走一圈,序参量相位必须满足约束,磁通尺度由凝聚体电荷决定。磁场分布延伸到涡芯以外,涡旋不是把全部磁通塞进一个正常圆孔。

Φ0=h2e\Phi_0=\frac{h}{2e}

来源:[2][1]

成像与体响应各检验一部分

散射或空间磁探针可以检验涡旋的周期排列;磁化测整体场响应,电阻还取决于涡旋是否运动。静态平衡图样不能单独给出器件临界电流。

来源:[2][3]

教学相图区有明确范围

临界场 Lab 在转变附近区分排磁、混合态磁通与正常态。显示的是示意涡旋排列,并非采集的成像数据。2003 年理论授奖也不同于更早的材料发现与能隙实验。

来源:[2][4]

来源与阅读说明

  1. Ginzburg: On superconductivity and superfluidity (2003)

    唯象序参量、有效电荷,以及适用范围。

  2. Abrikosov: Type-II superconductors and the vortex lattice (2003)

    磁通以量子化涡旋的形式进入二类超导体。

  3. 2003 Nobel scientific background: superconductors and superfluids

    区分 Ginzburg、Abrikosov、Leggett 的理论及其实验背景。

  4. Nobel Prize in Physics 2003: official award

    核对获奖归属与年份。原始观测或理论论文往往早得多。

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