Efeito Meissner e Teoria de London

Um supercondutor expele o fluxo magnético do seu interior, o efeito Meissner, e as equações de London descrevem como uma corrente de blindagem superficial confina qualquer campo residual a uma fina camada de penetração.

Definition

O efeito Meissner é a expulsão ativa do fluxo magnético do interior de um supercondutor resfriado abaixo de sua temperatura crítica; a teoria de London o explica postulando equações para a supercorrente que confinam qualquer campo magnético a uma camada superficial de espessura igual à profundidade de penetração de London.

Scope

Este tópico abrange a propriedade magnética definidora da supercondutividade: o efeito Meissner-Ochsenfeld de expulsão completa do fluxo que distingue um supercondutor de um mero condutor perfeito, e a teoria fenomenológica de London, cujas duas equações produzem a profundidade de penetração de London e o diamagnetismo perfeito. Ele trata da quantização do fluxo e da coerência macroscópica implicada pela rigidez da função de onda supercondutora, fornecendo a base eletromagnética para as teorias de Ginzburg-Landau e BCS.

Core questions

• Por que o efeito Meissner, e não apenas a resistência zero, é a característica distintiva da supercondutividade?
• Como as equações de London produzem diamagnetismo perfeito e uma profundidade de penetração finita?
• O que a profundidade de penetração nos diz sobre o estado supercondutor?
• Como a quantização do fluxo revela a coerência quântica macroscópica de um supercondutor?

Key concepts

• Efeito Meissner-Ochsenfeld
• Equações de London
• Profundidade de penetração de London
• Diamagnetismo perfeito
• Quantização do fluxo

Key theories

Teoria de London da supercondutividade

Os irmãos London propuseram equações fenomenológicas que relacionam a supercorrente ao campo magnético que, combinadas com as equações de Maxwell, forçam o campo a decair exponencialmente no supercondutor, explicando o efeito Meissner e definindo a profundidade de penetração.

Clinical relevance

A expulsão do fluxo e a profundidade de penetração são a base da levitação magnética, da blindagem magnética supercondutora e do comportamento de blindagem de campo explorado em ímãs supercondutores e cavidades de micro-ondas; o efeito Meissner é também a assinatura experimental usada para confirmar a supercondutividade em novos materiais.

History

Meissner e Ochsenfeld descobriram a expulsão ativa do fluxo magnético em 1933, mostrando que a supercondutividade é um estado termodinâmico distinto; Fritz e Heinz London forneceram a teoria eletromagnética fenomenológica em 1935 que capturou o efeito Meissner e introduziu a profundidade de penetração.

Key figures

• Walther Meissner
• Fritz London
• Heinz London

Seminal works

• london1935
• tinkham2004

Frequently asked questions

Como um supercondutor difere de um condutor perfeito em um campo magnético?

Um condutor perfeito apenas mantém qualquer fluxo que tinha quando se tornou perfeitamente condutor, mas um supercondutor resfriado em um campo ativamente expulsa o fluxo; essa expulsão de Meissner é uma propriedade termodinâmica que um condutor perfeito não exibiria.

O que é a profundidade de penetração de London?

É a curta distância, tipicamente de dezenas de nanômetros, sobre a qual um campo magnético aplicado e a supercorrente de blindagem decaem na superfície de um supercondutor; além dela, o interior é essencialmente livre de campo.