تأثير مايسنر ونظرية لندن
يقوم الموصل الفائق بطرد التدفق المغناطيسي من داخله، وهو ما يُعرف بتأثير مايسنر، وتصف معادلات لندن كيف يحصر تيار حجب سطحي أي مجال متبقٍ في طبقة اختراق رقيقة.
Definition
تأثير مايسنر هو الطرد النشط للتدفق المغناطيسي من داخل الموصل الفائق المبرد إلى ما دون درجة حرارته الحرجة؛ وتفسره نظرية لندن بافتراض معادلات للتيار الفائق تحصر أي مجال مغناطيسي في طبقة سطحية بسمك يساوي عمق اختراق لندن.
Scope
يغطي هذا الموضوع الخاصية المغناطيسية المميزة للموصلية الفائقة: تأثير مايسنر-أوكسنفيلد لطرد التدفق الكامل الذي يميز الموصل الفائق عن مجرد موصل مثالي، ونظرية لندن الظواهرية التي تنتج معادلتها عمق اختراق لندن والمغناطيسية المعاكسة التامة. ويتناول تكميم التدفق والتماسك العياني الذي ينطوي عليه صلابة الدالة الموجية للموصل الفائق، مما يوفر الأساس الكهرومغناطيسي لنظريتي غينزبورغ-لانداو وBCS.
Core questions
- لماذا يعتبر تأثير مايسنر، وليس المقاومة الصفرية وحدها، السمة المميزة للموصلية الفائقة؟
- كيف تنتج معادلات لندن المغناطيسية المعاكسة التامة وعمق اختراق محدود؟
- ماذا يخبرنا عمق الاختراق عن حالة الموصلية الفائقة؟
- كيف يكشف تكميم التدفق عن التماسك الكمومي العياني للموصل الفائق؟
Key concepts
- تأثير مايسنر-أوكسنفيلد
- معادلات لندن
- عمق اختراق لندن
- المغناطيسية المعاكسة التامة
- تكميم التدفق
Key theories
- نظرية لندن للموصلية الفائقة
- اقترح الأخوان لندن معادلات ظواهرية تربط التيار الفائق بالمجال المغناطيسي، والتي، بالاشتراك مع معادلات ماكسويل، تجبر المجال على التضاؤل الأسي داخل الموصل الفائق، مما يفسر تأثير مايسنر ويحدد عمق الاختراق.
Clinical relevance
يشكل طرد التدفق وعمق الاختراق أساس الرفع المغناطيسي، والتدريع المغناطيسي فائق التوصيل، وسلوك حجب المجال المستغل في المغناطيسات فائقة التوصيل وتجاويف الميكروويف؛ كما أن تأثير مايسنر هو العلامة التجريبية المستخدمة لتأكيد الموصلية الفائقة في المواد الجديدة.
History
اكتشف مايسنر وأوكسنفيلد الطرد النشط للتدفق المغناطيسي في عام 1933، مما أظهر أن الموصلية الفائقة هي حالة ديناميكية حرارية مميزة؛ وقدم فريتز وهاينز لندن النظرية الكهرومغناطيسية الظواهرية في عام 1935 التي استوعبت تأثير مايسنر وقدمت عمق الاختراق.
Key figures
- Walther Meissner
- Fritz London
- Heinz London
Related topics
Seminal works
- london1935
- tinkham2004
Frequently asked questions
- كيف يختلف الموصل الفائق عن الموصل المثالي في المجال المغناطيسي؟
- يحتفظ الموصل المثالي فقط بأي تدفق كان لديه عندما أصبح موصلاً مثالياً، لكن الموصل الفائق المبرد في مجال يدفع التدفق بنشاط إلى الخارج؛ هذا الطرد المايسنري هو خاصية ديناميكية حرارية لا يظهرها الموصل المثالي.
- ما هو عمق اختراق لندن؟
- هي المسافة القصيرة، وعادة ما تكون عشرات النانومترات، التي يتضاءل خلالها المجال المغناطيسي المطبق والتيار الفائق الحاجب إلى سطح الموصل الفائق؛ وبعدها يكون الداخل خالياً من المجال بشكل أساسي.