गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत और भंवर

गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत एक जटिल ऑर्डर पैरामीटर के माध्यम से अतिचालकता का वर्णन करता है, और इसकी दो विशिष्ट लंबाइयों का अनुपात अतिचालकों को टाइप-I और तकनीकी रूप से महत्वपूर्ण टाइप-II में विभाजित करता है जो परिमाणित फ्लक्स भंवरों को स्वीकार करते हैं।

Definition

गिन्ज़बर्ग-लैंडौ सिद्धांत अतिचालक अवस्था का वर्णन एक जटिल ऑर्डर पैरामीटर द्वारा करता है जिसका परिमाण संघनन के स्थानीय घनत्व को मापता है; चुंबकीय भेदन गहराई और सुसंगतता लंबाई का अनुपात, गिन्ज़बर्ग-लैंडौ पैरामीटर, टाइप-I अतिचालकों को टाइप-II अतिचालकों से अलग करता है जो चुंबकीय फ्लक्स को परिमाणित भंवरों के रूप में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं।

Scope

यह विषय गिन्ज़बर्ग-लैंडौ घटनात्मक सिद्धांत को शामिल करता है: जटिल ऑर्डर पैरामीटर और मुक्त-ऊर्जा विस्तार, सुसंगतता लंबाई और भेदन गहराई, और गिन्ज़बर्ग-लैंडौ पैरामीटर जो अतिचालकों को टाइप-I या टाइप-II के रूप में वर्गीकृत करता है। यह टाइप-II अतिचालकों की मिश्रित अवस्था, परिमाणित फ्लक्स रेखा (एब्रिकोसोव भंवर) और इसकी जाली, निचली और ऊपरी क्रांतिक क्षेत्र, और फ्लक्स पिनिंग का वर्णन करता है। यह लंदन विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत और BCS सूक्ष्म सिद्धांत के बीच सेतु का काम करता है।

Core questions

• गिन्ज़बर्ग-लैंडौ ऑर्डर पैरामीटर क्या दर्शाता है, और इससे मुक्त ऊर्जा का निर्माण कैसे होता है?
• सुसंगतता लंबाई और भेदन गहराई गिन्ज़बर्ग-लैंडौ पैरामीटर को कैसे परिभाषित करती हैं?
• टाइप-I को टाइप-II अतिचालकों से क्या अलग करता है?
• एब्रिकोसोव भंवर क्या है, और फ्लक्स टाइप-II अतिचालकों में परिमाणित रेखाओं के रूप में क्यों प्रवेश करता है?

Key concepts

• जटिल ऑर्डर पैरामीटर और मुक्त-ऊर्जा विस्तार
• सुसंगतता लंबाई और भेदन गहराई
• गिन्ज़बर्ग-लैंडौ पैरामीटर
• टाइप-I बनाम टाइप-II अतिचालक
• एब्रिकोसोव भंवर जाली और फ्लक्स पिनिंग

Key theories

गिन्ज़बर्ग-लैंडौ ऑर्डर-पैरामीटर सिद्धांत

गिन्ज़बर्ग और लैंडौ ने एक जटिल ऑर्डर पैरामीटर और उसके ग्रेडिएंट्स में मुक्त ऊर्जा का विस्तार किया, जिसमें संघनन की स्थानिक भिन्नताएं, सतह ऊर्जाएं और क्रांतिक क्षेत्र शामिल थे, जिसमें ऑर्डर पैरामीटर को बाद में गोर'कोव द्वारा BCS सिद्धांत से प्राप्त दिखाया गया।

एब्रिकोसोव भंवर अवस्था

एब्रिकोसोव ने भविष्यवाणी की कि टाइप-II अतिचालक चुंबकीय क्षेत्र को परिमाणित फ्लक्स भंवरों की एक जाली के रूप में स्वीकार करते हैं, प्रत्येक एक सामान्य कोर के साथ एक फ्लक्स क्वांटम ले जाता है, जिससे अतिचालकता बहुत उच्च क्षेत्रों तक जीवित रहती है, जो व्यावहारिक अतिचालक चुंबकों का आधार है।

Clinical relevance

टाइप-II अतिचालक और भंवर पिनिंग का भौतिकी उच्च-क्षेत्र अतिचालक चुंबकों को संभव बनाता है, जिससे MRI, NMR स्पेक्ट्रोमीटर, कण त्वरक और संलयन उपकरण सक्षम होते हैं; बिना अपव्यय के बड़े सुपरकरंट ले जाने के लिए भंवर गति को नियंत्रित करना आवश्यक है।

History

गिन्ज़बर्ग और लैंडौ ने 1950 में अपना ऑर्डर-पैरामीटर सिद्धांत प्रस्तावित किया; एब्रिकोसोव ने 1957 में टाइप-II अतिचालकों की भंवर जाली की भविष्यवाणी करने के लिए इसका इस्तेमाल किया, और गोर'कोव ने जल्द ही BCS से सिद्धांत प्राप्त किया, इस कार्य को गिन्ज़बर्ग और एब्रिकोसोव को 2003 के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

Key figures

• Vitaly Ginzburg
• Lev Landau
• Alexei Abrikosov

Seminal works

• abrikosov1957
• tinkham2004

Frequently asked questions

टाइप-I और टाइप-II अतिचालकों में क्या अंतर है?

टाइप-I अतिचालक चुंबकीय क्षेत्र को पूरी तरह से बाहर निकाल देते हैं जब तक कि वे एक एकल क्रांतिक क्षेत्र पर अचानक अतिचालकता खो नहीं देते; टाइप-II अतिचालक इसके बजाय क्षेत्र को परिमाणित भंवरों के रूप में क्षेत्रों की एक सीमा पर प्रवेश करने देते हैं, जो बहुत उच्च ऊपरी क्रांतिक क्षेत्र तक अतिचालक बने रहते हैं।

चुंबकीय फ्लक्स को परिमाणित भंवरों के रूप में क्यों प्रवेश करना चाहिए?

अतिचालक ऑर्डर पैरामीटर एक एकल-मान जटिल फलन है, इसलिए इसका चरण किसी भी फ्लक्स रेखा के चारों ओर दो पाई के गुणक से घूमना चाहिए; यह बाधा संलग्न फ्लक्स को असतत क्वांटम में आने के लिए मजबूर करती है, प्रत्येक एक एब्रिकोसोव भंवर का निर्माण करता है।