Сверхпроводимость и теория Гинсбурга-Ландау

Сентябрь 14, 2022

Главная
Физика
Сверхпроводимость и теория Гинсбурга-Ландау

Содержание

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОТКРЫТИЕ 1908 год – получен жидкий гелий В 1911 году голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес открыл
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОТКРЫТИЕ
4. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ Первое соединение из класса высокотемпературных сверхпроводящих купратов La2-xBaxCuO4 открыли Карл Мюллер и Георг Беднорц
5. ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРА В. Мейснер и Р. Оксенфельд, 1933 год
6. ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРА N – нормальный проводник S - сверхпроводник IC – идеальный проводник
7. СВЕРХПРОВОДНИКИ II РОДА В январе 1914 года было показано, что сверхпроводимость разрушается сильным магнитным полем. 1935
8. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ 1935 – уравнение Лондонов 1950 – теория Гинзбурга-Ландау 1957 – квантовая теория БКШ, теория
9. ТЕОРИЯ КРИТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ Фазовые переходы второго рода сопровождаются изменением симметрии вещества. Например у ферромагнетиков при
10. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ Ландау и Гинзбург предположили общий вид свободной энергии в виде полинома: где a, b
11. ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ Переход в сверхпроводящее состояние – фазовый переход второго рода. Не раскрывая детального
12. ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ Из условия минимума свободной энергии следуют уравнения Гинзбурга-Ландау для бозонного и электромагнитного
13. ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ Длина когерентности: , «размер куперовской пары» Длина проникновения магнитного поля: , Параметр
14. ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ Из общего вида свободной энергии рассчитали Лондоновскую длину, длину когерентности, получили, что сверхпроводники бывают
15. СОЗДАНИЕ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ Поиски устойчивых бозе-подобных комплексов для описания сверхпроводимости – 1956 – Куперовская пара 1957
16. ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ Магниты: Сверхпроводящие провода:
17. ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ Магниты:
19. Скачать презентацию

Слайд 2

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОТКРЫТИЕ
1908 год – получен жидкий гелий
В 1911 году голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес

открыл явление сверхпроводимости ртути при температуре 4,15 К
Ожидание: при понижении температуры сопротивление плавно падает
Реальность: резкий спад до нуля при охлаждении до критической температуры

Слайд 3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОТКРЫТИЕ

Слайд 4

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
Первое соединение из класса высокотемпературных сверхпроводящих купратов La2-xBaxCuO4 открыли Карл Мюллер и Георг

Беднорц в 1986 г. За это открытие в 1987 г. им была немедленно присуждена Нобелевская премия.
В настоящее время рекордным значением критической температуры Tc =135 K (под давлением Tc=165 K, −109 °C) обладает вещество HgBa2Ca2Cu3O8+x, открытое в 1993 г. С. Н. Путилиным и Е. В. Антиповым из МГУ.

Слайд 5

ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРА
В. Мейснер и Р. Оксенфельд, 1933 год

Слайд 6

ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРА
N – нормальный проводник
S - сверхпроводник
IC – идеальный проводник

Слайд 7

СВЕРХПРОВОДНИКИ II РОДА
В январе 1914 года было показано, что сверхпроводимость разрушается

сильным магнитным полем.
1935 – Лев Шубников открыл сверхпроводники II рода

Слайд 8

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
1935 – уравнение Лондонов
1950 – теория Гинзбурга-Ландау
1957 – квантовая теория

БКШ, теория Бардина-Купера-Шриффера, Нобелевская премия 1972 года
1958 – Н.Н. Боголюбов, канонические преобразования
1962 – эффект Джосефсона, Нобелевская премия 1973 года
Вихри Абрикосова - В.Л. Гинзбург, А.А. Абрикосов, Нобелевская премия 2003 года.

Слайд 9

ТЕОРИЯ КРИТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ
Фазовые переходы второго рода сопровождаются изменением симметрии вещества.

Например у ферромагнетиков при низких температурах нарушается вращательная инвариантность – появляется намагниченность.
Статсумма:
Гладкая по T (кроме, возможно, нуля).
Бесконечная сумма аналитических членов
не обязательно аналитична!

Слайд 10

ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Ландау и Гинзбург предположили общий вид свободной энергии в виде

полинома:
где a, b – гладкие функции от T, и можно ожидать a = a1(T-TК).
Спонтанное нарушение симметрии –
причина успеха нашей вселенной!
(см. поле Хиггса)

Слайд 11

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ
Переход в сверхпроводящее состояние – фазовый переход второго

рода.
Не раскрывая детального механизма
образования Бозе-подобных электронных
комплексов, можем получить явление
сверхпроводимости из следующего вида
свободной энергии:

Слайд 12

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ
Из условия минимума свободной энергии следуют уравнения Гинзбурга-Ландау
для

бозонного и электромагнитного поля :
Из них находятся лондонская длина проникновения магнитного поля и длина когерентности.

Слайд 13

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ
Длина когерентности: , «размер куперовской пары»
Длина проникновения магнитного

поля: ,
Параметр Гинзбурга-Ландау κ = λ/ξ , для сверхпроводников II типа κ > 1/√2.

Слайд 14

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ
Из общего вида свободной энергии рассчитали Лондоновскую длину, длину когерентности,

получили, что сверхпроводники бывают первого и второго рода (с неполным эффектом Мейснера) и получили как следствие вихри Абрикосова во вторых.
Есть повод для гордости!

Слайд 15

СОЗДАНИЕ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ
Поиски устойчивых бозе-подобных комплексов для описания сверхпроводимости –
1956

– Куперовская пара
1957 – БКШ, квантовая теория.

Слайд 16

ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИ
Магниты:
Сверхпроводящие провода:

Слайд 17

Сверхпроводимость и теория Гинсбурга-Ландау

Содержание

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОТКРЫТИЕ1908 год – получен жидкий гелийВ 1911 году голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОТКРЫТИЕ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬПервое соединение из класса высокотемпературных сверхпроводящих купратов La2-xBaxCuO4 открыли Карл Мюллер и Георг

ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРАВ. Мейснер и Р. Оксенфельд, 1933 год

ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРАN – нормальный проводник S - сверхпроводникIC – идеальный проводник

СВЕРХПРОВОДНИКИ II РОДАВ январе 1914 года было показано, что сверхпроводимость разрушается

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ1935 – уравнение Лондонов1950 – теория Гинзбурга-Ландау1957 – квантовая теория

ТЕОРИЯ КРИТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУФазовые переходы второго рода сопровождаются изменением симметрии вещества.

ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯЛандау и Гинзбург предположили общий вид свободной энергии в виде

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИПереход в сверхпроводящее состояние – фазовый переход второго

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИИз условия минимума свободной энергии следуют уравнения Гинзбурга-Ландаудля

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУ ДЛЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТИДлина когерентности: , «размер куперовской пары»Длина проникновения магнитного

ТЕОРИЯ ГИНЗБУРГА-ЛАНДАУИз общего вида свободной энергии рассчитали Лондоновскую длину, длину когерентности,

СОЗДАНИЕ КВАНТОВОЙ ТЕОРИИПоиски устойчивых бозе-подобных комплексов для описания сверхпроводимости – 1956

ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИМагниты: Сверхпроводящие провода:

ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДИМОСТИМагниты:

Похожие презентации