ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Юрий Ерин / Запись

КУПЕРОВСКИЙ КВАРТЕТ КАК МЕХАНИЗМ ВТСП

vortex
13.02.2008
11:02

Несмотря на то, что, казалось бы, экспериментальных данных более, чем достаточно, внятной теории таких сильно коррелированных систем до сих пор не существует. Поэтому неудивительно, что появляются статьи с неординарными моделями, которые позволяют объяснить высокую температуру сверхпроводящего перехода.

Одна из них Superconductivity from four Fermion complexes, вышедшая на днях в Архиве, предполагает 4-х электронный механизм сверхпроводимости (!) – своего рода БКШ, но не с куперовкими парами квазичастиц-электронов с константойЭФВ (обозначим её как g2), а с «куперовским» квартетом с константой 4-х электронного  ЭФВ  g4.

Процедура получения уравнения для щели (одна из основных задач микроскопической теории сверхпроводимости) в спектре «куперовского» квартета по сути повторяет модель БКШ – записывается гамильтониан для 4-х фермионной системы с некоторым потенциалом, который затем решается методом функций Грина (4-х частичная функция Грина).

Важно, что при таком 4-х частичном подходе критическая температура для такой системы, как показывает автор, с увеличением константы  ЭФВ увеличивается намного быстрее, чем для «классического» двухчастичного подхода (см. график во вложении).

Хотя таких сверхпроводников с 4-х частичным спариванием пока что не обнаружили, автор надеется на будущие исследования и даже указывает способ обнаружения такого механизма – андреевское отражение.

Иллюстрации :
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

16.02.2008 03:38#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Если сверхпроводящий ток переносится куперовской парой из четырех электронов, то квант магнитного потока будет в два раз меньше, чем для классических сверхпроводников.
Я про такие вещи не слышал, но я плохо знаком с темой ВТСП.
16.02.2008 20:10#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Я думаю, что данную статью надо воспринимать всего лишь как некую теоретическую модель, пусть пока что и несколько экзотическую. В ВТСП пока что, насколько мне известно, куперовские квартеты не обнаружены.
16.02.2008 20:35#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Кстати, я еще вчера подумал: а как автор четыре электрона в одно квантовое состояние сажает?
16.02.2008 21:55#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Очень просто, 4 электрона - это, как не располагай спины электронов (вверх или вниз), бозон. Принцип Паули тут не работает.
16.02.2008 23:36#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Что такое принцип Паули?
17.02.2008 01:09#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Я имел в виду: как автор четыре электрона в одно квантовое состояние сажает? В БКШ паре два электрона в паре имеют все квантовые числа одинаковые, кроме проекции спина; у одного электрона спин направлен вверх, у другого вниз(по этой причине существует эффект Мейснера-Ошенфилда - электрон не любит быть направлен против магнитного поля). Вот я и спрашиваю, как автор статьи свои четыре электрона в свою дипару сажает.
17.02.2008 01:45#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП

как автор четыре электрона в одно квантовое состояние сажает?

Объединяются две куперовские пары (бозоны) в один единый кластер - также бозон.

В БКШ паре два электрона в паре имеют все квантовые числа одинаковые, кроме проекции спина; у одного электрона спин направлен вверх, у другого вниз

Это необязательно - в ВТСП, например, рассматривается не только спин-синглетное (спины вверх-вниз), но и спин-триплетное состояние (спины направлены одинаково), при этом принцип Паули обходится тем, что куперовская пара получает ненулевой орбитальный момент, проще говоря вращается (это т.н. p- и d-волновая сверхпроводимость).

по этой причине существует эффект Мейснера-Ошенфилда - электрон не любит быть направлен против магнитного поля

Эффект Мейсснера-Оксенфельда существует не по этой причине.

17.02.2008 19:55#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
>Эффект Мейсснера-Оксенфельда существует не по этой причине.

А по какой?
17.02.2008 20:24#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Эффект связан с тем, что при действии слабого магнитного поля (меньше критического значения) у приповерхностном слое, толщиной приблизительно равной лондоновской глубине проникновения, возникают такие наведенные кольцевые токи, которые компенсируют внешнее магнитное поле
17.02.2008 21:26#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Так, а почему возникают эти токи?
Почему сверхпроводник не является просто проводником с бесконечной проводимостью, т.е. в отличие от проводника с бесконечной проводимостью магнитное поле из него вытесняется при понижении температуры ниже температуры сверхпроводящего перехода, в то время как проводнике с бесконечной проводимостью оно должно вмораживается?
17.02.2008 22:39#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Объяснять азы теории сверхпрводимости, к сожалению, у меня нет времени. Почитайте, например, книгу А.И.Ахиезера "Электрические и магнитные явления", параграф 14.1, посвящённый диамагнетизму сверхпроводников. Там написано очень доступно и немного.
17.02.2008 22:56#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Обьясните не азы. Опустим уравнения Лондона(равенство нулю постоянной интегрирования там постулируется) и перейдем сразу к БКШ.
Почему из теории БКШ следует, что магнитное поле в сверпроводнике равно нулю?
18.02.2008 00:35#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
При постепенном проникновении вглубь сверхпроводника магнитного поля, квазичастицы, образующие куперовские пары и обладающие противоположными квазиимпульсами, испытывают действие силы Лоренца, которая разрывает куперовские пары (в разрыве также участвует и спиновое взаимодействие этих квазичастиц с магнитным полем , если только они (спины) также протипротивоположно направлены). Отдельные квазичастицы и образуют "экранирующее" магнитное поле.
18.02.2008 01:01#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Кстати, вспомнил про вращение магнита над поверхностью сверхпроводника, нашли объяснение этому эффекту?
18.02.2008 01:32#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
18.02.2008 10:55#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
К сожалению ссылка не работает.
18.02.2008 15:52#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Если вы оставите мне свой электронный адрес, я могу вам выслать копию этой страницы.
18.02.2008 18:14#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Спасибо за статью! А другие эксперименты и мнения есть по этомы поводу?
18.02.2008 18:42#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
О других мнениях и подобных экспериментах мне, увы, неизвестно
18.02.2008 03:00#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Вы объяснили, чем вызвано существования критического поля.
Интересная идея о взаимодействии квазиимпульсов с магнитным полем; я об этом не думал.
Но я не вижу отсюда необходимости в вытеснении магнитного поля из сверхпроводника: почему бы квазиимпульсам просто не развернуться вдоль магнитного поля? Вроде, получается вполне устойчивое состояние.

>в разрыве также участвует и спиновое взаимодействие этих квазичастиц с магнитным полем , если только они (спины) также протипротивоположно направлены

Если спины у электронов направлены в одну сторону, то каким квантовым числом они отличаются?
18.02.2008 06:28#
friend
Простая книга про сверхпроводимость
Очень рекомендую книгу В.Л.Гинзбурга и Е.А.Андрюшина "Сверхпроводимость" (Москва, Альфа-М, 2006). Там всё просто и понятно написано (даже для меня ;-) -- про вытеснение поля, в частности.

А на обложке нарисован тот самый магнит, про который спрашивает Роман Романович. Да, объяснение нашли. ;-)

Весьма эффектный опыт, демонстрирующий присутствие эффекта Мейснера, представлен на рис. 7: постоянный магнит парит над сверхпроводящей чашечкой. Впервые такой опыт осуществил советский физик В.К.Аркадьев в 1945 г. В сверхпроводнике возникают выталкивающие магнитное поле токи, их магнитное поле отталкивает постоянный магнит и компенсирует его вес. Существенны и стенки чашечки, которые отталкивают магнит к центру.

В Сети книги пока, насколько я понимаю, нет; купить ее можно, например, здесь.
18.02.2008 11:37#
Простая книга про сверхпроводимость
Наверное Вы не правильно поняли мой вопрос. Я спрашиваю не про эффект Мейснера, а про природу момента сил действующих на магнит парящий над сверхпроводящей плоскостью. Магнит, покоящийся вначале, с нулевым моментом, через некоторое время начинает вращаться. Сообщение об этом эффекте было больше 15 лет назад, потом ничего об этом не слышал.
18.02.2008 16:46#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП

Но я не вижу отсюда необходимости в вытеснении магнитного поля из сверхпроводника: почему бы квазиимпульсам просто не развернуться вдоль магнитного поля? Вроде, получается вполне устойчивое состояние.

Дело в том, что эти квазичастицы не находятся в состоянии покоя и генерируют вследствие своего движения магнитное поле, стремящееся скомпенсировать внешнее.

Если спины у электронов направлены в одну сторону, то каким квантовым числом они отличаются?

Они (электроны) находятся в разных точках пространства.

18.02.2008 20:24#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
>Дело в том, что эти квазичастицы не находятся в состоянии покоя и генерируют вследствие своего движения магнитное поле, стремящееся скомпенсировать внешнее.

Я этого не понимаю.

>Они (электроны) находятся в разных точках пространства.

В атомах электроны тоже находятся в разных точках пространства?


Я плохо знаю теорию БКШ и совсем не знаю теорий ВТСП, поэтому я не смогу строго обьяснить явление вытяснения магнитного потока из толщи сверхпроводника в терминах БКШ. Но позвольте мне рассказать то, что я думаю.

В куперовских парах у электронов разные проекции спина по принципу Паули. В результате один из спинов может быть повернут вдоль поля, а другому придется быть повернутым против поля. Это неустойчивое равновесие. Со спином, повернутым против магнитного поля, связана некоторая энергия, пропорциональная магнитному полю. Когда эта энергия превзойдет энергию связи куперовской пары, куперовская пара развалится.

Мне кажется, что это также можно понять с точки зрения расщепления уровней энергии в магнитном поле для элетронов с разными проекциями спинов, сходное с явлением вызывающим тонкую структуру атома. Тогда становится понятным, почему это эффект также будет иметь место для ВТСП, хотя проекции момента импульса там могут быть направлены в одну сторону.

Кстати, если вам интересно, автор статьи ответил, что он не думал о построении квантового состояния.
18.02.2008 21:53#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП

Я этого не понимаю.

Объяснять школьный курс физики, в частности, правило Ленца, я не стану.

Я плохо знаю теорию БКШ и совсем не знаю теорий ВТСП, поэтому я не смогу строго обьяснить явление вытяснения магнитного потока из толщи сверхпроводника в терминах БКШ.

Зачем это делать, если это уже объяснено выше мной и даже намного ранее меня :). И вообще, если вы плохо знаете теорию БКШ, советую в начале с ней ознакомиться, а не пытаться строить свои доводы.

Кстати, если вам интересно, автор статьи ответил, что он не думал о построении квантового состояния.

А это где-то раньше утверждалось мной или автором статьи?

18.02.2008 22:08#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Это бесполезный разговор: я не понимаю, что вы говорите.

Скажите мне, пожалуйста, какая у вас специализация, т.е. по какой тематике вы пишите статьи, чтобы я знал, какие вопросы имеет смысл вам задавать.
Спасибо.
18.02.2008 22:58#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Физика конденсированного состояния, сверхпроводимость, точнее, многозонная сверхпроводимость
18.02.2008 23:17#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Вы пишите обзорные статьи по физике конденсированного состояния, сверхпроводимости и многозонной сверхпроводимости?
18.02.2008 23:20#
vortex
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Да, по мере возможности делаю это
18.02.2008 23:30#
Куперовский квартет как механизм ВТСП
Ясно, спасибо.
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2783

Всего записей
и комментариев: 50264

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 17

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия