Efecto Meissner y Teoría de London
Un superconductor expulsa el flujo magnético de su interior, el efecto Meissner, y las ecuaciones de London describen cómo una corriente de apantallamiento superficial confina cualquier campo residual a una delgada capa de penetración.
Definition
El efecto Meissner es la expulsión activa del flujo magnético del interior de un superconductor enfriado por debajo de su temperatura crítica; la teoría de London lo explica postulando ecuaciones para la supercorriente que confinan cualquier campo magnético a una capa superficial de espesor igual a la profundidad de penetración de London.
Scope
Este tema cubre la propiedad magnética definitoria de la superconductividad: el efecto Meissner-Ochsenfeld de expulsión completa del flujo que distingue un superconductor de un mero conductor perfecto, y la teoría fenomenológica de London cuyas dos ecuaciones producen la profundidad de penetración de London y el diamagnetismo perfecto. Trata la cuantificación del flujo y la coherencia macroscópica implicada por la rigidez de la función de onda superconductora, proporcionando la base electromagnética para las teorías de Ginzburg-Landau y BCS.
Core questions
- ¿Por qué el efecto Meissner, y no solo la resistencia cero, es el sello distintivo de la superconductividad?
- ¿Cómo producen las ecuaciones de London un diamagnetismo perfecto y una profundidad de penetración finita?
- ¿Qué nos dice la profundidad de penetración sobre el estado superconductor?
- ¿Cómo revela la cuantificación del flujo la coherencia cuántica macroscópica de un superconductor?
Key concepts
- Efecto Meissner-Ochsenfeld
- Ecuaciones de London
- Profundidad de penetración de London
- Diamagnetismo perfecto
- Cuantificación del flujo
Key theories
- Teoría de London de la superconductividad
- Los hermanos London propusieron ecuaciones fenomenológicas que relacionan la supercorriente con el campo magnético que, combinadas con las ecuaciones de Maxwell, obligan al campo a decaer exponencialmente en el superconductor, explicando el efecto Meissner y definiendo la profundidad de penetración.
Clinical relevance
La expulsión de flujo y la profundidad de penetración subyacen a la levitación magnética, el apantallamiento magnético superconductor y el comportamiento de apantallamiento de campo explotado en imanes superconductores y cavidades de microondas; el efecto Meissner es también la firma experimental utilizada para confirmar la superconductividad en nuevos materiales.
History
Meissner y Ochsenfeld descubrieron la expulsión activa del flujo magnético en 1933, demostrando que la superconductividad es un estado termodinámico distinto; Fritz y Heinz London proporcionaron la teoría electromagnética fenomenológica en 1935 que capturó el efecto Meissner e introdujo la profundidad de penetración.
Key figures
- Walther Meissner
- Fritz London
- Heinz London
Related topics
Seminal works
- london1935
- tinkham2004
Frequently asked questions
- ¿En qué se diferencia un superconductor de un conductor perfecto en un campo magnético?
- Un conductor perfecto simplemente mantiene el flujo que tenía cuando se volvió perfectamente conductor, pero un superconductor enfriado en un campo expulsa activamente el flujo; esta expulsión de Meissner es una propiedad termodinámica que un conductor perfecto no mostraría.
- ¿Qué es la profundidad de penetración de London?
- Es la corta distancia, típicamente decenas de nanómetros, sobre la cual un campo magnético aplicado y la supercorriente de apantallamiento decaen en la superficie de un superconductor; más allá de ella, el interior está esencialmente libre de campo.